Ciens

Revista Brasileira de Ensino de F´ ısica, v. 31, n. 4, 4310 (2009) www.sbfisica.org.br

La enga˜osa simplicidad del “m´todo de Stokes” n e para medir viscosidades
(The misleading simplicity of “Stokes method” for viscosity measurement)

Claudia Sandoval1 , Jorge Caram1 y Julia Salinas1,2
Facultad de Ciencias Exactas y Tecnolog´ Universidad Nacional de Tucum´n, ıa, a San Miguel de Tucum´n,Tucum´n, Argentina. a a 2 Consejo Nacional de Investigaciones Cient´ ıficas y T´cnicas, Buenos Aires, Argentina. e Recebido em 13/5/2009; Revisado em 22/7/2009; Aceito em 27/7/2009; Publicado em 18/2/2010 Enfocamos la atenci´n sobre la relaci´n entre magnitudes que suele utilizarse en los laboratorios docentes o o para determinar el coeficiente de viscosidad de un l´ ıquido con el m´todo de Stokes. Elexperimento es de bajo e costo y de aparente realizaci´n sencilla. Pero la sencillez proviene de las exigentes condiciones que el sistema debe o cumplir para que sea l´ ıcito suponer la validez de la relaci´n entre magnitudes que se emplea. Compartimos inforo maci´n y reflexiones sobre algunos aspectos puntuales vinculados a esta pr´ctica de laboratorio. El tratamiento o a de estos aspectos puedeaumentar el inter´s y la participaci´n de los estudiantes, as´ como favorecer mejores e o ı aprendizajes. Por una parte, proponemos desarrollos te´ricos complementarios clarificadores, b´sicamente cualio a tativos, que pueden ser incorporados al experimento en momentos oportunos, para favorecer comprensiones m´s a profundas. Por otra parte, presentamos un dise˜o experimental para la realizaci´n dela pr´ctica; exponemos n o a resultados obtenidos, su procesamiento y an´lisis, a la luz del marco te´rico definido. Finalizamos con una breve a o s´ ıntesis de lo tratado y algunas reflexiones sobre la pr´ctica docente. a Palabras-clave: medici´n de viscosidad, Stokes, condiciones de validez, Reynolds. o In this article we focus on the relation between magnitudes used to measure liquid viscositycoefficients with Stokes’ method. The related experiment is a low-cost, and apparently also a very simple one. Its simplicity however rests on the exacting conditions that must be fulfilled by the system. Otherwise, it is incorrect to assume the validity of the usual relation between magnitudes. We deal with some punctual aspects related to this laboratory practice. Their treatment may increasestudents’ interest and favor a better learning. We propose clarifying, complementary theoretical developments, most of them of qualitative type, which may be incorporated to the experiment in opportune moments, so as to help students’ deeper comprehension of the subject. We also present an improved experimental design with several measured results, their analysis and the conclusions. We finally expose abrief synthesis of the aspects under consideration, as well as some reflections about teaching practice. Keywords: viscosity measurement, Stokes, validity conditions, Reynolds.
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1. Introducci´n o
La mec´nica de fluidos es una rama muy compleja de la a f´ ısica. En los cursos b´sicos universitarios de carreras a cient´ ıfico-tecnol´gicas, la ense˜anza de la Din´mica de o n a Fluidos, enparticular, plantea dificultades que no es sencillo resolver: se hace imprescindible recortar y simplificar fuertemente el estudio y la aplicaci´n de la o teor´ sin por ello afectar la correcta comprensi´n de ıa, o los fundamentos f´ ısicos involucrados. Para lograr buenos resultados parece conveniente (aunque, por supuesto, no suficiente) adoptar estrategias basadas en una concepci´n constructivista del oaprendizaje [1]. En particular, se destaca la orientaci´n o
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que propone concebir a los estudiantes como miembros de un equipo de investigadores noveles, que con la gu´ del docente (que hace las veces de un director ıa de investigaci´n), (re) construye el conocimiento de la o f´ ısica a trav´s de la aplicaci´n de procedimientos y crie o terios cient´ ıficos para la resoluci´n de...