Astronomia

Objetivos:
• Aprender a calcular el movimiento de un objeto en caída en diferentes fluidos a partir de diversas fórmulas.
• Aplicar a la práctica de laboratorio conceptos de Viscosidad
• Calcular la viscosidad de diferentes sustancias
• Aplicar a la práctica la densidad de los diferentes objetos.
Marco Teórico
La Viscosidad es un parámetro de los fluidos que tiene importancia en susdiversas aplicaciones industriales, particularmente en el desempeño de los lubricantes usados en máquinas y mecanismos. La viscosidad de las sustancias puras varía de forma importante con la temperatura y en menor grado con la presión. (Wilson, et all 2003)
La facilidad con que un líquido se escurre es una pauta de su viscosidad. Se define la viscosidad como la propiedad que tienen los fluidos deofrecer resistencia al movimiento relativo de sus moléculas. También se suele definir la viscosidad como una propiedad de los fluidos que causa fricción, esto da origen a la pérdida de energía en el flujo fluido. La importancia de la fricción en las situaciones físicas depende del tipo de fluido y de la configuración física o patrón. Si la fricción es despreciable, se considera el flujo como ideal.(Wilson, et all 2003)
Viscosidad
Una propiedad física muy importante que caracteriza la resistencia al flujo de los fluidos es la viscosidad. Y se deriva como consecuencia del principio de Newton de la viscosidad. Este principio establece que para un flujo laminar y para ciertos fluidos llamamos Newtonianos, la tensión cortante es una entercara tangente a la dirección del flujo, es proporcionalal gradiente de la velocidad en dirección anormal al flujo. (Wilson, et all 2003)
Operacionalmente se expresa, así:
τ= -µ (∂v/∂n)
Donde µ se conoce con el nombre de coeficiente de viscosidad dinámica y tiene dimensiones (Ft/L2). En general la viscosidad de los fluidos incompresibles disminuye al aumentar la temperatura, mientras que, en los gases sucede lo contrario. (Wilson, et all 2003)Principio de Arquímedes
El principio de Arquímedes afirma que “todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso de fluido desalojado”. (Osorio, 2009)
La explicación del principio de Arquímedes consta de dos partes:
1) El estudio de las fuerzas sobre una porción de fluido en equilibrio con el resto del fluido.
Consideremos, en primer lugar, lasfuerzas sobre una porción de fluido en equilibrio con el resto de fluido. La fuerza que ejerce la presión del fluido sobre la superficie de separación es igual a p•dS, donde p solamente depende de la profundidad y dS es un elemento de superficie. (Osorio, 2009)
Puesto que la porción de fluido se encuentra en equilibrio, la resultante de las fuerzas debidas a la presión se debe anular con el peso dedicha porción de fluido. A esta resultante la denominamos Empuje y su punto de aplicación es el centro de masa de la porción de fluido, denominado centro de empuje. (Osorio, 2009)
De este modo, para una porción de fluido en equilibrio con el resto se cumple:
Empuje = peso = ρ f • g V
El peso de la porción de fluido es igual al producto de la densidad del fluido ρf por la intensidad de lagravedad g y por el volumen de dicha porción V.
2) La sustitución de dicha porción de fluido por un cuerpo sólido de la misma forma y dimensiones.
Si sustituimos la porción de fluido por un cuerpo sólido de la misma forma y dimensiones. Las fuerzas debidas a la presión no cambian, por tanto, su resultante que hemos denominado empuje es el mismo, y actúa sobre el mismo punto, es decir, sobre el centrode empuje. (Osorio, 2009)
Lo que cambia es el peso del cuerpo y su punto de acción que es su propio centro de masa que puede o no coincidir con el centro de empuje. (Osorio, 2009)
Por tanto, sobre el cuerpo actúan dos fuerzas el empuje y el peso del cuerpo, que no tienen en principio el mismo valor ni están aplicadas en el mismo punto. (Osorio, 2009)
En los casos más simples, supondremos que...