Lei de Stokes

Experimento Lei de Stokes

Objetivos do experimento

- Determinar experimentalmente o coeficiente de viscosidade dinâmica de um fluido pela Lei de Stokes.

Introdução:

O movimento de um corpo em um meio viscoso é influenciado pela ação de uma força viscosa Fv (Força de arraste), proporcional à velocidade (v), e definida pela relação:
, conhecida como lei de Stokes.
No caso de esferas em baixas velocidades a Lei de Stokes é escrita da seguinte maneira:

Onde r é o raio da esfera, µ é a viscosidade dinâmica do fluido e Vt é a velocidade terminal.
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 força resultante acelera a esfera de forma que sua velocidade vai aumentando, mas de forma não uniforme.

Onde E é o empuxo do liquido sobre a esfera.

Roteiro do procedimento experimental:

Instrumentos utilizados e Esquema do aparato:

Dados obtidos:

Tabela 1:

Resultados e Análises (Cálculos e Gráficos):
Todos os cálculos serão feitos levando em consideração a incerteza de cada instrumento;
Não serão feitos arredondamentos, apenas o uso da casa mais apropriada tanto para a medida quanto para a incerteza, haverá um único arredondamento somente na última viscosidade e em sua incerteza;
Não foram feitos tratamentos estatísticos.

A equação v = (2/9) [(ρE - ρF) / η] r2g é a expressão pra a velocidade terminal de uma esfera em movimento em um volume de fluído infinito em regime de fluxo laminar, ou seja, não turbulento.
Para obtermos a velocidade terminal de um corpo esférico em condições onde o fluído tem dimensões finitas, isto é, está em um recipiente de dimensões finitas, precisamos de um fator de correção, chamado de fator de Landerburg:

com r igual ao raio da esfera e R, como raio do tubo(“procurei no site do fabricante”).

Daí, usando os seguintes dados e operando com incertezas, chegamos aos seguintes