A.l. 1.5 determinação da viscosidade de um líquido

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A.L. 1.5 – Coeficiente de viscosidade de um líquido 12º Ano

Objectivo
 Identificar as forças que actuam num corpo que cai, sob a acção da gravidade, no seio de um fluído viscoso e aplicar as Segunda Lei de Newton.  Medir massas volúmicas.  Determinar o coeficiente de viscosidade de um líquido.

Questões pré-laboratoriais
1. Uma esfera de metal cai num líquido viscoso contido numa proveta. Que forças actuam sobre ela?
I Fr

As forças que actuam sobre a esfera são:
I – impulsão

Fg Fg – força gravítica Fr – força de resistência

2. A esfera acaba por atingir a velocidade terminal. Porquê? À medida que a esfera cai adquire maior velocidade, o que faz aumentar o módulo da força de resistência. A determinada altura, a esfera passa a ter movimento uniforme, sendo a velocidade designada de velocidade terminal.

3. Mostre que a expressão para a velocidade terminal é dada por:

sendo m e f as massas volúmicas do metal e do fluído, respectivamente. A resultante das força é nula, logo:

Sabendo que

, obtém-se

Física

Carla Brito

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4. Como poderá determinar experimentalmente a massa volúmica do metal e do fluído? Pode calcular-se experimentalmente o volume do metal, colocando-o numa proveta e medindo o volume deslocado. Este volume corresponde ao volume do corpo. A massa volúmica do metal pode ser calculada, sabendo a massa do metal e dividindo esse valor pelo valor do volume do metal. Pode calcular-se a massa volúmica do fluído pesando uma proveta contendo esse líquido e medindo o valor do volume nessa proveta.

5. Após a esfera atingir a velocidade terminal, como poderá medi-la? Como o movimento é uniforme, pode calcular-se pela expressão; . Quando a esfera atinge a velocidade terminal inicia-se a contagem do tempo.

Trabalho laboratorial
 Material1  1 proveta 500 ml  3 esferas de rolamentos com diâmetros diferentes  Cronómetro  Fita adesiva  Balança  1 proveta de 10 ml  Fita métrica  Craveira  Íman (para puxar as