Viscosímetro de Stokes

Viscosímetro de Stokes
O aparecimento das tensões num fluido pode ser explicado através da sua viscosidade.
Enquanto num sólido a aplicação de tensões provoca deformações ou cisalhamento de um corpo, nos fluidos, a aplicação de tensões provoca o escoamento do mesmo. Assim, dizemos que sólidos são elásticos e fluidos são viscosos.
Medidores de viscosidade, chamados viscosímetros, são idealizados de diversas formas.
Veremos a seguir o Viscosímetro de Stokes, que mede a viscosidade indiretamente, através da determinação do tempo de queda livre de uma esfera.
Viscosímetro de esfera (Stokes)
É constituído de um tubo de vidro, cheio de um determinado líquido que desejamos estudar a viscosidade. Nesse tubo deixa-se cair uma esfera, medindo o tempo para ela percorrer uma distância conhecida dentro do tubo, obtendo assim a velocidade de queda da esfera.

A esfera durante a descida estará submetida às seguintes forças:

A força de resistência aplicada pelo fluido ao movimento da esfera F visc, a força de empuxo E e a força peso da esfera P são dados por:

Onde:

Ao aplicar a condição de equilíbrio dinâmico, temos:

Assim, ao isolar a viscosidade absoluta na equação, temos:

Experiência
Objetivo do Experimento: Determinar a viscosidade absoluta “μ” de um fluido a partir da velocidade de descida de uma esfera neste fluido, contido num tubo de vidro vertical.
Materiais Utilizados: Viscosímetro de Stokes, esferas, cronômetro, micrômetro e balança.
Procedimento Experimental:


Medir a massa da esfera na balança e anotar na tabela do experimento (m = 16,01 g).



Medir o diâmetro da esfera e anotar (D = 15,54 mm).



Distância entre as marcas no viscosímetro = 10cm, que será percorrida pela esfera;



Determinar, com o uso do cronômetro, o tempo de descida da esfera entre as marcas definidas anteriormente. 

Repetir a medida do tempo para outras 2 esferas;

OBS: Velocidade terminal das esferas. Por tratar-se de uma