Stoke

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LABORATORIO DE FÍSICA GENERAL

DETERMINACIÓN DE LA VISCOSIDAD DE UN LÍQUIDO POR EL MÉTODO DE STOKES.

1. Objetivo.
Determinar el coeficiente de viscosidad de la glicerina utilizando el método deStokes que se basa en el concepto de velocidad límite.

2. Fundamento teórico.
Cuando un cuerpo se desplaza en el seno de un fluido, su movimiento se ve frenado por el continuo choque con laspartículas que constituye dicho fluido. Estos choques producen en el objeto una pérdida de la cantidad de movimiento (un frenado) que depende de la naturaleza del fruido y de otros factores del objeto,tales como su tamaño. Si no hubiese ninguna fuerza impulsora al cuerpo, éste acabaría parándose. Ahora bien, si hay una fuerza impulsora como puede ser la gravedad, el objeto al moverse por el fluido vaa coger una velocidad límite que dependerá de la viscosidad del medio (que es como se llama a la oposición que realiza el fluido al desplazamiento de cualquier objeto en su seno). La ley de Stokesrelaciona la fuerza de rozamiento viscoso (Fs) que opone el fluido al desplazamiento de una esfera en su seno con el radio de dicha esfera (rb), la velocidad con que se mueve (v) y la viscosidad delfluido ():

Fs  6·r b ·v

(1)

Al dejar caer la bola en el seno del líquido esta alcanza una velocidad límite cuando la fuerza de rozamiento viscoso (Fs) más la de empuje debida al fluido (Ef)(ley de Arquímedes) igualan al peso de la bola (Pb):

Pb  E f  Fs

(2)

Desarrollando esta ecuación en función de la masa y la aceleración de la gravedad se obtiene:

mb ·g  m f ·g  Fsdonde mb es al masa de la bola y mf es la masa de fluido desplazada por la bola.

(3)

Y en función de la densidad de la bola y el fluido (=m/V), teniendo en cuenta que el volumen de fluidodesplazado por la bola es igual al volumen de la bola de radio rb, la ecuación (3) queda:

4 mb ·g   ·rb3 · f ·g  6·rb ·v 3
4 mb   ·rb3·b 3

(4)

Teniendo en cuenta que la densidad de la...
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