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Viscosidad y Ley de Stokes Experiencia de Laboratorio, Física II, 2007

Viscosidad y Ley de Stokes Experiencia de Laboratorio, Física II, 2007. A. Rodríguez, J. Pérez y A. Camus. prodriguez@yahoo.com. UNICEN – Fac. Cs. Exactas – Lic. en Cs. Físicas. Ley de Stokes. Introducción Desarrollo experimental Resultados y discusión Conclusiones Futuro. F r. ' gV.

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Viscosidad y Ley de Stokes Experiencia de Laboratorio, Física II, 2007

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Presentation Transcript

  1. Viscosidad y Ley de StokesExperiencia de Laboratorio, Física II, 2007 A. Rodríguez, J. Pérez y A. Camus prodriguez@yahoo.com UNICEN– Fac. Cs. Exactas – Lic. en Cs. Físicas

  2. Ley de Stokes • Introducción • Desarrollo experimental • Resultados y discusión • Conclusiones • Futuro UNICEN - Fac. Cs. Exactas - Tandil Septiembre 2007

  3. Fr 'gV v gV Ley de Stokes – Introducción • Ley de Stokes η: viscosidad dinámica r: radio de la esfera v: velocidad de la esfera UNICEN - Fac. Cs. Exactas - Tandil Septiembre 2007

  4. Ley de Stokes – Introducción Fr • Ley de Stokes 'gV η: viscosidad dinámica r: radio de la esfera v: velocidad de la esfera v = vl gV • Si v = cte = vl (velocidad límite) ρ : densidad de la esfera ρ': densidad del fluido V: volumen esfera UNICEN - Fac. Cs. Exactas - Tandil Septiembre 2007

  5. Ley de Stokes – Introducción Reescribiendo: UNICEN - Fac. Cs. Exactas - Tandil Septiembre 2007

  6. log vl tg  = 2 log r Ley de Stokes – Introducción Reescribiendo: UNICEN - Fac. Cs. Exactas - Tandil Septiembre 2007

  7. log vl tg  = 2 log r Ley de Stokes – Introducción Reescribiendo: UNICEN - Fac. Cs. Exactas - Tandil Septiembre 2007

  8. log vl vl tg  = 2 tg  =  r2 log r Ley de Stokes – Introducción Reescribiendo: UNICEN - Fac. Cs. Exactas - Tandil Septiembre 2007

  9. Ley de Stokes • Introducción • Desarrollo experimental • Resultados y discusión • Conclusiones • Futuro UNICEN - Fac. Cs. Exactas - Tandil Septiembre 2007

  10. t = 0 vl t = t1 H h1 t = t2 h2 Ley de Stokes – Desarrollo experimental • Cada esfera se dejó caer cuatro veces en un tubo lleno de glicerina. • Altura del tubo 1.5 m. • Diámetro R = 25.90.1 mm. • La velocidad límite se alcanza a una altura H = 13001 mm con respecto al piso. • h1 = 9001 mm • h2 = 1001 mm. Se utilizaron 10 esferas de acero de varios diámetros: UNICEN - Fac. Cs. Exactas - Tandil Septiembre 2007

  11. t = 0 d1 vl t = t1 d2 t = t2 Ley de Stokes – Desarrollo experimental Se midió: h1 y h2 t1 y t2 Se calculó: UNICEN - Fac. Cs. Exactas - Tandil Septiembre 2007

  12. Ley de Stokes • Introducción • Desarrollo experimental • Resultados y discusión • Conclusiones • Futuro UNICEN - Fac. Cs. Exactas - Tandil Septiembre 2007

  13. Ley de Stokes – Resultados y discusión ¿ log vl = 2 log r ? UNICEN - Fac. Cs. Exactas - Tandil Septiembre 2007

  14. Ley de Stokes – Resultados y discusión ¿ log vl = 2 log r ? Pend = (1.710.03) s1 r = 0.9936 UNICEN - Fac. Cs. Exactas - Tandil Septiembre 2007

  15. Ley de Stokes – Resultados y discusión ¿ log vl = 2 log r ? Pend = (1.710.03) s1 r = 0.9936 Corrección de Ledenburg: UNICEN - Fac. Cs. Exactas - Tandil Septiembre 2007

  16. Ley de Stokes – Resultados y discusión ¿ log vl = 2 log r ? Pend = (1.710.03) s1 r = 0.9936 Corrección de Ledenburg: Pend = (2.09  0.03) s1 r = 0.99575 UNICEN - Fac. Cs. Exactas - Tandil Septiembre 2007

  17. Ley de Stokes – Resultados y discusión ¿  ? UNICEN - Fac. Cs. Exactas - Tandil Septiembre 2007

  18. Ley de Stokes – Resultados y discusión ¿  ? UNICEN - Fac. Cs. Exactas - Tandil Septiembre 2007

  19. Ley de Stokes • Introducción • Desarrollo experimental • Resultados y discusión • Conclusiones • Futuro UNICEN - Fac. Cs. Exactas - Tandil Septiembre 2007

  20. Ley de Stokes Conclusiones (1) • Se montó un tubo de Stokes con glicerina y se midió la velocidad límite de esferas de acero de distinto tamaño. • Se comprobó que dicha velocidad no se ajusta a la Ley de Stokes debido a que el movimiento de las esferas se ve influenciado por el escaso diámetro del tubo. • Se logra un buen acuerdo con la Ley de Stokes si esta influencia se tiene en cuenta a través de un factor de corrección. UNICEN - Fac. Cs. Exactas - Tandil Septiembre 2007

  21. Ley de Stokes Conclusiones (2) • Se confirma que la velocidad límite es proporcional al área de las esferas. • Se determinó que la viscosidad de la glicerina es  = 12.0±0.7 P. • En la literatura es  = 13.87 P. Posible absorción de humedad ambiente por parte de la glicerina utilizada en la experiencia. UNICEN - Fac. Cs. Exactas - Tandil Septiembre 2007

  22. Ley de Stokes Trabajos Futuros: • Mejorar la precisión de las mediciones de tiempo (automatización). • Comparar los resultados obtenidos en esta experiencia con mediciones de viscosidad mediante un viscosímetro UNICEN - Fac. Cs. Exactas - Tandil Septiembre 2007

  23. Gracias por su atención !! UNICEN - Fac. Cs. Exactas - Tandil Septiembre 2007

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