VISCOSIDAD DE SKOTE

VISCOSIDAD DE STOKES

1.- CONOCIMIENTO TEORICO REQUERIDO.

Haciendo uso de un tubo de vidrio en el cual se encuentra un fluido de viscosidad desconocida y utilizando las ecuaciones de la fuerza de Stokes podremos determinar la viscosidad del fluido.

Cuando un fluido se mueve alrededor de una esfera con régimen laminar, o cuando una esfera se mueve dentro de un fluido viscoso en reposo, actúa una fuerza resistente sobre la esfera. (Naturalmente, la fuerza existe cualquiera que sea la forma del cuerpo). Un estudio minucioso que no es necesario su análisis demuestra que la fuerza resistente esta dado por:

Siendo  el coeficiente de viscosidad; r el radio de la esfera y v su velocidad respecto al fluido esta relación fue deducida por primera vez por Sir George Stoke en 1845 y se denomina "Ley de Stoke". Vamos a interpretarla brevemente aplicándola al caso de una esfera que cae dentro un fluido viscoso. Consideremos un fluido dentro un tubo como la figura Fig.1.

Fig.1

Las fuerzas que actúan sobre la esfera son su peso w, el empuje E y la fuerza resistente Fr. Si e es la densidad de la esfera y f la del flujo, entonces:

Puesto que la fuerza resultante sobre la esfera es igual al producto de la masa por la aceleración:

Si es abandonada la esfera partiendo del reposo (v=0) la fuerza de viscosidad Fr en el momento inicial es nula a la aceleración inicial a0 es por tanto:

; como:

Como resultado de esta aceleración, la esfera adquiere una velocidad hacia abajo y experimenta, por consiguiente, una resistencia que puede calcularse por la Ley de Stoke, puesto que la velocidad aumenta, la resistencia también aumenta en proporción directa y la esfera llegará a alcanzar una velocidad constante llamada "velocidad límite". Esta velocidad puede calcular conociendo la distancia recorrida con respecto al tiempo transcurrido, es decir:

Simplificando y despejando el coeficiente de viscosidad del fluido se tiene:

Como en este régimen v es constante, entonces; remplazando:

2.- OBJETIVO.

El objetivo que se persigue en este experimento es determinar la viscosidad de un líquido de densidad conocida

3.- EQUIPO.

1. Dos Soportes Universales

2. Dos tubos con fluidos de densidad conocida (aceite – glicerina)

3. Nueces (para sujeción del tubo).

4. Un termómetro.

5. Esferas

6. Cronómetro.

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