hipotesis fisica uba(facultad farmacia y bioquimica)

HIPOTESIS


VISCOSíMETRO DE STOKES

¨Relación entre la velocidad límite y la forma geométrica de un cuerpo¨



Facultad de Farmacia y Bioquímica – UBA

Cátedra de Física – Comisión 6A – Grupo 5


Docentes:

Maeyoshimoto Jorge

Orrego Manuel

Rubinetti Florencia



Integrantes:

Moreno Tatiana

Salinas Vivian

Stanghellini Felipe

Torres Sergio

VenturieroLeandro
Hipótesis


La ley de Stokes solo es válida para esferas que tienen la forma más compacta de volumen o área superficial. Por lo tanto, partículas de igual densidad e igual masa, pero con formas más irregulares a la esfera y que posean más área superficial que la misma, caerán más lentamente y ofrecerán más resistencia a su propio movimiento.


Objetivos
Relacionar el área superficialde distintoscuerpos tridimensionales de igual densidad e igual masa pero de diferentes formas geométricas, con su movimiento en el seno de un fluido viscoso y sus velocidades límites características, integrando el análisis en torno a la situación de un cuerpo esférico.


Fundamento

La viscosidad se refiere a la resistencia interna que ofrecen los fluidos al aplicarles una fuerza dedeslizamiento y su magnitud está dada por el coeficiente de viscosidad (), el cual expresa la fuerza por unidad de superficie necesaria para mantener una diferencia de velocidad de 1cm/s entre dos capas paralelas separadas por 1 cm. Dicho “grado de fluidez” disminuye con el aumento dey su valor depende de:
La temperatura;disminuye con el aumento de la temperatura. El aumento de la agitación térmicainfluye en una mayor energía de las capas contiguas del fluido, por lo que poseen mayor posibilidad de contrarrestar las fuerzas intermoleculares de cohesión.
La presión;  aumenta con el aumento de la presión. Un aumento en la presión del fluido indica una disminución de las distancias entre las capas contiguas del mismo, factor que aumenta la resistencia al deslizamiento.
La fuerza tangencialque una capa de fluido ejerce sobre la contigua; es proporcional al área de la superficie de contacto y al gradiente de la velocidad normal a la dirección de deslizamiento de las capas(Ley de Newton de la Viscosidad).



La viscosidad puede medirse utilizando un viscosímetro de caída de bolas, el mismo consiste en un recipiente que contiene un fluido viscoso de densidad l y viscosidad L, yen el cual se introduce una esfera metálica de densidad p y rp que parte del reposo y rápidamente alcanza la velocidad límite. El método se basa en la medición del tiempo que tarda la esfera metálica, de densidad mayor, en desplazarse a través del fluido, de densidad menor, tomando dos puntos alejados del viscosímetro como parámetros de desplazamiento y cuyo principio se satisface con la SegundaLey de Newton de la sumatoria de fuerzas:


rp= radio de esfera.
= coeficiente de viscosidad.
vp=velocidad instantánea de la partícula a lo largo de su trayectoria.


El sistema ofrece diferentes situaciones de Pesfera, Efluido y Fresfera-capas a medida que la esfera se desplaza por el fluido, y es partir del momento en que la sumatoria de las fuerzas que actúan sobre la esfera es nulo( Σfuerzas = 0 ) cuando la misma ha disminuido su aceleración a cero (a = 0) y ha alcanzado su velocidad máxima constante o velocidad límite (Vlímite) propia del sistema fluido-esfera.






Ahora bien, se sabe entonces que la ley de Stokes solo es válida para esferas, y no se puede aplicar la ecuación de Stokes, al menos en parte, bajo otras formas geométricas. Sin embargo, sí existe laposibilidad de realizar un análisis del tiempo de caída en una determinada distancia y a partir de estos parámetros calcular la velocidad límite que adquiere un cuerpo, dado que son factores que no solo integran la ecuación de Stoke. Si se consideran distintos cuerpos de una misma densidad y de una misma masa, pero que difieran sustancialmente en su forma geométrica, y se lo hace caer en un mismo...