lab viscocidad

8/10/2019 Lab Viscocidad

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ESCUELA:ESC. INGENIERIA ELECTRONICA

ASIGNATURA:FISICA III

TEMA:FRICCION EN LIQUIDOS: VISCOSIDAD

PROFESOR:JHONY RAMIREZ A.

ALUMNO:SALCEDO JANAMPA JAIR ANTONIO ___________ 1213220625

FECHA: Turno:22/10/2014 92-G


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FUERZA DE FRICCION EN LIQUIDOS ; VISCOSIDADFISICA III

U N I V E R S I D A D N A C I O N A L D E L C A L L A OPgina 3

De la tabla se observa que la viscosidad es mucho mayor para los lquidos que para los gases.Tambin se observa una fuerte dependencia de la temperatura. Para los lquidos la viscosidaddisminuye al aumentar la temperatura, mientras que para los gases aumenta .

Ley de Stokes

Cuando el fluido ideal de viscosidad nula se mueve alrededor de una esfera, o cuando una

esfera se mueve dentro de un fluido estacionario, las lneas de corriente forman un modelo

perfectamente simtrico en torno a la esfera. La presin en cualquier punto de la superficie

semiesfrica situada contra la corriente es exactamente la misma que la del punto

correspondiente de la cara situada a favor de la corriente y la fuerza resultante sobre la esfera

es cero.

No intentaremos deducir la expresin de la fuerza viscosa directamente de las leyes del

movimiento de un fluido viscoso. Las nicas cantidades de las que puede depender la fuerza

con la viscosidad del fluido, el radio r de la esfera y su velocidad v respecto al fluido. Un

anlisis completo demuestra que la fuerza F est dada por:

Fr = 6 r v.(1)

Esta ecuacin fue deducida por primera vez por sir George Stokes en 1845 y se denomina ley

de Stokes. La hemos utilizado para estudiar el movimiento de una esfera que cae en un

fluido viscoso. Entonces slo necesitbamos conocer que la fuerza viscosa para una esfera

dada en un fluido determinado es proporcional a la velocidad relativa.

Una esfera que cae en un fluido viscoso alcanza una velocidad lmite vT para la cual la fuerza

retardadora viscosa ms el empuje es igual al peso de la esfera. Sea la densidad de la esfera

y la del fluido. El peso de la esfera es entonces (4/3) r3 y el empuje es (4/3) r3 g;

cuando se alcanza la velocidad lmite, la fuerza total es cero y

(4/3) r 3 g + 6 r vL = (4/3) r 3 g

o bien

vL = 2 r 2 g ( - ) / 9 (2)


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Cuando se mide la velocidad lmite de una esfera de radio y densidad conocidos, puede

determinarse la viscosidad del fluido en el que cae a partir de la ecuacin anterior. Al

contrario, si se conoce la viscosidad, puede determinarse el radio de la esfera midiendo la

velocidad lmite. Este mtodo fue utilizado por Millikan para determinar el radio de gotas

muy pequeas de aceite con carga elctrica, observando su cada libre en el aire (lo que seutiliz para medir la carga elctrica del electrn).

Una expresin de la forma de la ecuacin (1) con un coeficiente numrico distinto, se emplea

para cuerpos no esfricos. Los bilogos llaman a la velocidad lmite velocidad de

sedimentacin y los experimentos con sedimentacin pueden suministrar informacin til

relativa a partculas muy pequeas. A menudo es til aumenta la velocidad lmite haciendo

girar la muestra en una centrifugadora, lo que aumenta mucho la aceleracin efectiva de la

gravedad.

Por otro lado, si la esfera recorre una distancia L, con la velocidad lmite VL empleandoun tiempo t, entonces se tiene que VL = L/t

Por lo que de la Ecuacin anterior escribimos:

L = 2 r 2 g ( - ) t / 9

Entonces t = 9 L / 2 g ( - ) r 2 (3)

De aqu podemos obtener la siguiente funcin t = t ( 1/ r 2 ) y determinar la viscosidad a partir

de su pendiente.

2. Tabla de datos generales:

Mediciones directas:

d=30 cmTabla N1

N r(cm) m(g) t1(s) t2(s) t3(s)1 0.4 2 1.69 1.60 1.592 0.5 5 1.69 1.46 1.713 0.65 10 1.66 1.56 1.314 0.75 14 1.41 1.22 1.205 0.9 23 1.57 1.48 1.666 1.25 67 4.56 4.16 4.11


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Tabla N2

N Volumen m 3 t promedio(s) r2 (m 2) 1/r (1/ m 2) c

1 0.26808257 1.62666667 0.16 6.25 7.460387972 0.52359878 1.62 0.25 4 9.54929663 1.15034651 1.51 0.4225 2.36686391 8.693032864 1.76714587 1.27666667 0.5625 1.77777778 7.92237945 3.05362806 1.57 0.81 1.2345679 7.532024066 8.18123086 4.27666667 1.5625 0.64 8.18947676

3. Clculos:

[]

Obtenemos:

Determinar el valor real de la viscosidad del lquido usando el factor de correccinB y cuantifique su error experimental.

Donde:

Teniendo esta ecuacin general podemos despejar algunas variables con los datos obtenidosde la experiencia.


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4. Graficas:

5. Conclusiones y observaciones:

Conclusiones_-A medida que transcurra el tiempo nuestra amplitud de referencia va disminuyendodebido a la resistencia del aire.-con los datos obtenidos indirectamente podemos determinar el coeficiente deamortiguamiento.Observaciones_-la constante elstica del resorte no permanece estable ya que el resorte no es ideal ypresenta deformaciones.-el resorte no es homogneo debido a que realiza oscilaciones horizontales y esodificulta la medicin del nmero de oscilaciones completas.

6. Bibliografa:

Ttulo: Fsica 2. Autor: Medina Guzmn , Hugo Gua de laboratorio de fsica 2

7. Cuestionario:

1. Qu es un fluido Newtoniano?

Un fluido newtoniano es un fluido cuya viscosidad puede considerarse constante en el tiempo.Un buen nmero de fluidos comunes se comportan como fluidos newtonianos bajocondiciones normales de presin y temperatura: el aire, el agua, la gasolina, el vino y algunosaceites minerales.

2. Intente determinar el tiempo que tardara la esfera en alcanzar la velocidad lmite en forma

analtica. ( )

y = -0.2325x + 2.6064

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

0 1 2 3 4 5 6 7

t (

s )

1/r 2

t x 1/r 2

Series1

Linear (Series1)
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3. Cmo varia la viscosidad de los lquidos con la temperatura?, y con los gases?

La viscosidad de un lquido disminuye con un aumento en la temperatura, en tanto que paralos gases un incremento en la temperatura provoca un incremento en la viscosidad.

.

4. Por qu la unidad practica de viscosidad es el centipoise y que otras unidades existen?

En el SI (Sistema Internacional de Unidades), la unidad fsica de viscosidad dinmica es elpascal -segundo (Pas), que corresponde exactamente a 1 Ns/ m o 1 kg/ (ms).

La unidad cgs para la viscosidad dinmica es el poise (P), cuyo nombre homenajea al fisilogo

francs Jean Louis Marie Poiseuille (1799-1869). El centipoise es ms usado debido a que elagua tiene una viscosidad de 1,0020 cP a 20 C.

1 poise = 100 centipoise = 1 g/ (cm s) = 0,1 Pas1 centipoise = 1 mPas

5. Qu importancia prctica tiene la viscosidad de los lquidos?

Ejemplo la lubricacin de una zona muy caliente de una mquina, necesita un aceite de alta

viscosidad, dado que la temperatura al bajar la viscosidad no deja de lubricar.

6. Dos cuerpos (por ejemplo dos gotas de agua) tienen la misma forma y densidad pero uno esmayor que el otro. Suponiendo que la resistencia del aire sea proporcional a la velocidad delcuerpo a travs del aire Cul de los dos cuerpos caer ms rpido?

Sabemos que:

Donde vemos que la resistencia es proporcional al radio del objeto, adems como uno es msgrande que otro y ambos tienen la misma densidad, como existe amortiguamiento, siendo lade mayor radio quien experimenta ms peso, por ello, como el aire es un fluido poco viscoso,la ms grande caer primero.
http://es.wikipedia.org/wiki/Viscosidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Pascal_(unidad)http://es.wikipedia.org/wiki/Segundo_(unidad_de_tiempo)http://es.wikipedia.org/wiki/Newton_(unidad)http://es.wikipedia.org/wiki/Segundo_(unidad_de_tiempo)http://es.wikipedia.org/wiki/Metro_cuadradohttp://es.wikipedia.org/wiki/Kilogramohttp://es.wikipedia.org/wiki/Cgshttp://es.wikipedia.org/wiki/Poisehttp://es.wikipedia.org/wiki/Jean_Louis_Marie_Poiseuillehttp://es.wikipedia.org/wiki/Grado_celsiushttp://es.wikipedia.org/wiki/Cent%C3%ADmetrohttp://es.wikipedia.org/wiki/Cent%C3%ADmetrohttp://es.wikipedia.org/wiki/Grado_celsiushttp://es.wikipedia.org/wiki/Jean_Louis_Marie_Poiseuillehttp://es.wikipedia.org/wiki/Poisehttp://es.wikipedia.org/wiki/Cgshttp://es.wikipedia.org/wiki/Kilogramohttp://es.wikipedia.org/wiki/Metro_cuadradohttp://es.wikipedia.org/wiki/Segundo_(unidad_de_tiempo)http://es.wikipedia.org/wiki/Newton_(unidad)http://es.wikipedia.org/wiki/Segundo_(unidad_de_tiempo)http://es.wikipedia.org/wiki/Pascal_(unidad)http://es.wikipedia.org/wiki/Viscosidad

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