Aula Prática
Vibrações Mecânicas
Alunos: Ana Luiza Caetana, Iago Silva, Leandro Pereira, Erick Vinícius, Iago Seiti, Lucas Carvalho,Júnior César e Erika
Oliveira.
Viscosímetro de Stokes
Objetivos
O objetivo deste experimento é investigar o movimento de uma esfera em um meio viscoso (óleo de
motor, glicerina e sabão líquido). Determinaremos a velocidade limite dentro do fluido e a viscosidade do
fluido utilizando o método de Stokes. Por fim, determinaremos o número de Reynold e identificaremos se os
fluidos apresentam escoamento do tipo laminar ou turbulento. Com esse experimento iremos determinar
qual dos detergentes estudados é o mais viscoso e qual é o menos viscoso.
Introdução
O movimento de um corpo em um meio viscoso é influenciado pela ação de uma força viscosa, Fv,
proporcional à velocidade, v, conhecida como lei de Stokes. No caso de esferas em velocidades baixas, essa
forca viscosa (forca de arraste), em modulo, é expressa pela equação abaixo
F∞v Fv 6Rv [1]
onde é o coeficiente de viscosidade dinâmica do meio (N s/m2 ), R (m) é o raio da esfera e v é a velocidade
de queda da esfera (m/s). Se uma esfera de densidade maior que a de um líquido for solta na superfície do
mesmo, no instante inicial a velocidade é zero, mas a força resultante acelera a esfera de forma que sua
velocidade vai aumentando.
Fig. 1. Forças que atuam numa esfera em um meio viscoso e
gráfico da velocidade limite em função do tempo de queda.
Pode-se verificar que a velocidade aumenta não-uniformemente com o tempo e atinge um valor limite (vL),
que ocorre quando a força resultante for nula. As três forças que atuam sobre (força peso, empuxo e a força
viscosa) a esfera estão representadas na Fig. 1.
A força peso é dada pelo produto da massa pela aceleração da gravidade g. Podemos escrever
ainda, que a massa é o produto da densidade absoluta do material ρe pelo volume da esfera de raio R.
