Viscosímetro de Stokes
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Viscosímetro de Stokes George Gabriel Stokes (1819 - 1903) Matemático e notável físico teórico britânico, nascido em Skreen, Irlanda, que se distinguiu pelas suas contribuições na dinâmica de fluidos com, por exemplo, as Equações de Navier-Stokes, na óptica e na física matemática: Teorema de Stokes. De uma família de raízes profundas na Igreja da Irlanda, era filho de um reitor e recebeu sua educação elementar de seu pai e de um escriturário paroquial local. Entrou na Universidade de Pembroke (1837) e depois de formado, continuou ensinando naquela faculdade. Foi nomeado professor lucasiano de matemática em Cambridge (1847), cargo que já havia pertencido a Isaac Newton, e permaneceu na Inglaterra pelo resto da vida. Na Inglaterra foi professor em Cambridge, secretário da Royal Society e, finalmente, seu presidente. Era profundamente religiosos e preocupado com a relação entre ciência e religião. Publicou mais de cem trabalhos científicos sobre variados assuntos, particularmente sobre hidrodinâmica. Especialista em pesquisas para a determinação de viscosidade de fluidos, particularmente usando em seus experimentos conjuntos de esferas. Com o paper On the Theories of the Internal Friction of Fluids in Motion, and of the Equilibrium and Motion of Elastic Solid (1845), publicou a versão definitiva da equação Navier-Stokes (Ver Louis Marie Henri Navier), utilizando o parâmetro m (viscosidade dinâmica). Formulou a lei da fluorescência (1852), observando o efeito da luz ultravioleta sobre o quartzo. Do seu sobrenome vem a unidade de medida de viscosidade cinemática, no c. g. s., Stoke, igual à de um líquido cuja viscosidade é um poise e cuja massa volumétrica é um grama por centímetro cúbico (Vale 10 4 unidades MKS de viscosidade cinemática). INTRODUÇÃO TEÓRICA A viscosidade dinâmica ou simplesmente viscosidade é o coeficiente de atrito interno entre as várias camadas de um fluído em movimento relativo. O movimento de um corpo em um meio viscoso é influenciado pela ação de uma força viscosa, Fv, proporcional à velocidade, v, e definida pela relação Fv = bv, conhecida como lei de Stokes. No caso de esferas em velocidades baixas, Fv = 6πηrv, sendo r o raio da esfera e η o coeficiente de viscosidade do meio. Se uma esfera de densidade maior que a de um líquido for solta na superfície do mesmo, no instante inicial a velocidade é zero, mas a força resultante acelera a
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Viscosímetro de Stokes
George Gabriel Stokes
(1819 - 1903)
Matemático e notável físico teórico britânico, nascido em Skreen, Irlanda, que se distinguiu pelas suas contribuições na dinâmica de fluidos com, por exemplo, as Equações de Navier-Stokes, na óptica e na física matemática: Teorema de Stokes. De uma família de raízes profundas na Igreja da Irlanda, era filho de um reitor e recebeu sua educação elementar de seu pai e de um escriturário paroquial local. Entrou na Universidade de Pembroke (1837) e depois de formado, continuou ensinando naquela faculdade. Foi nomeado professor lucasiano de matemática em Cambridge (1847), cargo que já havia pertencido a Isaac Newton, e permaneceu na Inglaterra pelo resto da vida. Na Inglaterra foi professor em Cambridge, secretário da Royal Society e, finalmente, seu presidente. Era profundamente religiosos e preocupado com a relação entre ciência e religião. Publicou mais de cem trabalhos científicos sobre variados assuntos, particularmente sobre hidrodinâmica. Especialista em pesquisas para a determinação de viscosidade de fluidos, particularmente usando em seus experimentos conjuntos de esferas. Com o paper On the Theories of the Internal Friction of Fluids in Motion, and of the Equilibrium and Motion of Elastic Solid (1845), publicou a versão definitiva da equação Navier-Stokes (Ver Louis Marie Henri Navier), utilizando o parâmetro m (viscosidade dinâmica). Formulou a lei da fluorescência (1852), observando o efeito da luz ultravioleta sobre o quartzo. Do seu sobrenome vem a unidade de medida de viscosidade cinemática, no c. g. s., Stoke, igual à de um líquido cuja viscosidade é um poise e cuja massa volumétrica é um grama por centímetro cúbico (Vale 104 unidades MKS de viscosidade cinemática).
INTRODUÇÃO TEÓRICA
A viscosidade dinâmica ou simplesmente viscosidade é o coeficiente de atrito interno entre as várias camadas de um fluído em movimento relativo. O movimento de um corpo em um meio viscoso é influenciado pela ação de uma força viscosa, Fv, proporcional à velocidade, v, e definida pela relação Fv = bv, conhecida como lei de Stokes. No caso de esferas em velocidades baixas, Fv = 6πηrv, sendo r o raio da esfera e η o coeficiente de viscosidade do meio. Se uma esfera de densidade maior que a de um líquido for solta na superfície do mesmo, no instante inicial a velocidade é zero, mas a força resultante acelera a esfera de forma que sua velocidade vai aumentando, mas de forma não uniforme. Pode-se verificar que a velocidade aumenta não uniformemente com o tempo, mas atinge um valor limite, que ocorre quando a força resultante for nula.
OBJETIVO: Estudar o movimento de uma esfera em um meio viscoso. Verificação da lei de Stokes. Determinar o coeficiente de viscosidade de um líquido utilizando o método de Stokes.
MATERIAIS
Viscosímetro e acessórios
Esferas de aço
Balança Glicerina
Paquímetro
Cronômetros
Termômetro Recipiente (Becker)
Micrometro Ímã
Régua ou Trena
Fontehttp://www.facip.ufu.br/sites/facip.ufu.br/files/Anexos/Bookpage/fe2-03-viscosidade-metodo-de-stokes.pdf
Universidade federal de Uberlândia
Diâmetro das esferas Kg Tempo Velocidade m/s
6,35 mm 0,00635m 0,00107 4,88 s 0,082
6,35 mm 0,00635m 0,00106 4,84 s 0,083
4,05 mm 0,0045 m 0,00038 8,13 s 0,094
4,45 mm 0,00445m 0,00035 8,13 s 0,094
4,45 mm 0,00445m 0,00038 8,03 s 0,0489
