Page 1

Escola Secundária Nuno Álvares

Física – 12ºAno Professor: Pedro Viana

Coeficiente de viscosidade de um líquido

Fábio Mateus nº6

Castelo Branco Maio 2014


Índice Objetivo

3

Introdução teórica

4

Questões pré-laboratoriais

5

Material e procedimento

6

Apresentação e tratamento de resultados

7

Conclusão

9

2


Objetivo Nesta atividade exprimental pretende-se fazer um projecto para o estudo do coeficiente de viscosidade de um líquido, neste caso da glicerina, que consiste em mergulhar três esferas de diâmetros diferentes dentro da glicerina colocada numa proveta e identificar o local em que a velocidade das esferas estabiliza (velocidade terminal). Depois de marcá-lo, fazemos outra marca um pouco mais abaixo e medimos a distância entre as marcas, já que a velocidade terminal já tinha sido atingida podemos cronometrar o tempo que a esfera demorou a passar pelas marcas e calcular assim a velocidade terminal, para depois calcular o coeficiente de viscosidade da glicerina.

3


Introdução teórica Sabemos que quando um corpo se encontra em movimento num fluído, este exerce no corpo uma força de resistência ao movimento. Esta força depende: das propriedades do fluido; da forma e dimensões e da velocidade do corpo. Verifica-se que a força de resistência em fluidos aumenta quando a velocidade do corpo aumenta, relacionando-se com a viscosidade da seguinte forma:

Fresistência  Kv K – é uma constante que depende da forma e do fluido e das dimensões do corpo.

- é o coeficiente de viscosidade do fluido.

Fazendo o balanço das forças que actuam na esfera metálica quando ela atinge a velocidade terminal chegamos à expressão:

vter min al 

2(  esfera   líquido) g 9

r2

Esta expressão pode ser utilizada para medir o coeficiente de viscosidade de um líquido, medindo previamente o módulo da velocidade terminal e conhecendo as massas volúmicas da esfera, do líquido bem como o raio da esfera.

4


Questþes prÊ-laboratoriais 

Uma esfera cai num lĂ­quido viscoso. Que forças atuam na esfera ? ⃑⃑⃑ – Força de resistĂŞncia đ??ź - ImpulsĂŁo

⃑ – Peso



A esfera acaba por atingir a velocidade terminal, porquĂŞ ?

A esfera acaba por atingir a velocidade terminal porque a força de resistência e a impulsão acabam por se equilibrar, igualando ao peso o que faz com que o corpo se desloque com movimento uniforme, não havendo por isso aceleração, levando assim a que o corpo se desloque com uma velocidade constante. 

Como se poderĂĄ determinar experimentalmente a massa volĂşmica do metal e do fluido ?

Para o metal, depois de medirmos o raio da esfera conseguimos calcular o volume da mesma . Posteriormente com uma balança obtemos a massa da esfera e por último para o cålculo da massa volúmica basta calcular o quociente entre a massa e o volume da esfera . Para o líquido, depois de determinarmos a massa do picnómetro vazio e de seguida a massa do picnómetro cheio de líquido, subtraímos a esta última massa a massa inicial, e obtemos a massa do líquido. Para obter o volume basta verificar o volume do picnómetro e calcular a massa volúmica do detergente calculando o quociente entre a massa do detergente e o seu volume.



ApĂłs a esfera ter atingido a velocidade terminal, como poderĂĄ medi-la ?

Quando ela atingir a velocidade terminal podemos medi-la atravÊs da medição do tempo que o corpo demora a percorrer um determinado espaço previamente medido.

5


Material e procedimento  Material       

Proveta Glicerina Três esferas de diâmetros diferentes Cronómetro Balança Régua Íman

 Procedimento        

Medir o diametro das esferas e calcular os seus volumes; Medir a massa das esferas e calcular as densidades; Calcular a densidade do detergente. Marcar a zona onde a velocidade da esfera estabiliza, depois de vários ensaios. Medir o comprimento dessa zona. Cronometrar o tempo que a esfera demora a percorrer a zona delimitada em velocidade terminal. Repetir o processo 3 vezes e utilizamos a média dos tempos de descida de cada esfera. Apontar os resultados obtidos.

6


Apresentação e tratamento de resultados Massa (

Esfera 1

Esfera 2

Esfera 3

9433,96

11966,10

11001,96

)

Diâmetro ( ) Volume (

)

Densidade(

Densidade da glicerina:

Velocidade terminal das esferas (Considerando a distância percorrida pelas esferas, em velocidade terminal, d = 0,085m)

̅̅̅ (s)

(s) Esfera 1

Esfera 2

0,52 0,55 0,55 0,50 0,48 0,47

0,54

0,48

7

Velocidade terminal (m/s)


0,42 0,48 0,47

Esfera 3 Através do declive da reta

0,47 é possível calcular o coeficiente de

viscosidade. vter min al 

2(  esfera   líquido) g 9

Velocidade terminal (m/s) 0,157

r2

Raio ao quadrado (m)

0,177 0,185

0,00004 0,000035 0,00003 0,000025 0,00002 0,000015 0,00001 0,000005 0 0,15

Sendo: m 

2(  esfera   líquido) g 9

0,16

0,17

;

0,19

;

e

9

0,18

. Então:

8


Conclusão Nesta atividade concluímos que, a velocidade aumenta quando a massa da esfera inserida no líquido aumenta também. Na primeira fase da atividade, tentamos determinar em que altura as esferas atingiam a velocidade terminal. Já na segunda fase da atividade, depois de marcar o início e o fim do percurso em que a esfera atingia a velocidade terminal, com esferas de diferentes massas cronometrámos o tempo que essas esferas demoravam a percorrer essa distância.

9

coef viscosidade  
Read more
Read more
Similar to
Popular now
Just for you