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The misleading simplicity of "Stokes method" for viscosity measurement. The related experiment is a low-cost, and apparently also a very simple one. Its simplicity however rests on the exacting conditions that must be fulfilled by the system. Otherwise, it is incorrect to assume the validity of the usual relation between magnitudes. We deal with some punctual aspects related to this laboratory practice. We also present an improved experimental design with several measured results, their analysis and the conclusions.

 Author: Junris Nigore Country: Saint Kitts and Nevis Language: English (Spanish) Genre: Finance Published (Last): 6 February 2013 Pages: 154 PDF File Size: 18.89 Mb ePub File Size: 16.84 Mb ISBN: 823-8-79339-777-3 Downloads: 29933 Price: Free* [*Free Regsitration Required] Uploader: Voodoogar

The misleading simplicity of "Stokes method" for viscosity measurement. The related experiment is a low-cost, and apparently also a very simple one. Its simplicity however rests on the exacting conditions that must be fulfilled by the system.

Otherwise, it is incorrect to assume the validity of the usual relation between magnitudes. We deal with some punctual aspects related to this laboratory practice.

We also present an improved experimental design with several measured results, their analysis and the conclusions. We finally expose a brief synthesis of the aspects under consideration, as well as some reflections about teaching practice. Keywords: viscosity measurement, Stokes, validity conditions, Reynolds. Expresadas en forma diferencial, las ecuaciones generales de movimiento de los fluidos conforman un sistema no lineal de ecuaciones de segundo orden en derivadas parciales.

El coeficiente de viscosidad. Sea P un plano perpendicular al eje X, como muestra la Fig. Laminaridad y turbulencia. La resistencia se debe esencialmente a la viscosidad del fluido.

El movimiento del fluido es aleatorio e irregular. En un punto, las variaciones se producen alrededor de cierto valor medio, que describe el movimiento una vez que las fluctuaciones se han amortiguado. En consecuencia, el perfil de las velocidades del fluido se diferencia notablemente en ambos casos.

En el movimiento turbulento, el efecto de la viscosidad es mucho menor que el efecto de la mezcla. Ecuaciones de movimiento del fluido. Sobre un volumen de fluido pueden actuar fuerzas de volumen y fuerzas de superficie. Las fuerzas de volumen son debidas en general a campos de fuerzas externos al fluido. Son fuerzas de largo alcance. Son fuerzas de corto alcance. En coordenadas cartesianas resulta. Recordamos que. Para un observador que se mueve con la velocidad del fluido, el cambio d v durante el tiempo dt se compone de dos partes: i el cambio durante el tiempo dt de la velocidad en un punto fijo del espacio.

Se supone que no hay fuerzas externas y que el movimiento del fluido relativo a un sistema de referencia sobre la esfera es estacionario es decir, que la velocidad no depende del tiempo. En movimientos con Re elevados ocurre lo contrario. Stokes dedujo la ley para Re 1, bajo condiciones de velocidad reducida.

Entonces, las fuerzas resistivas aplicadas por el fluido sobre la esfera se reducen a una resultante vertical aplicada al centro de la esfera, con sentido contrario al de la velocidad de la esfera, de intensidad.

En este apartado presentamos cuestiones relacionadas directamente con las mediciones y el procesamiento de datos, que complementan las actividades que corrientemente se desarrollan en el experimento que nos ocupa. La longitud de la columna de glicerina dentro de los tubos estaba comprendida entre cm y cm. Cabe mencionar las siguientes:. Discrepancias con el comportamiento real de la velocidad hasta alcanzar su valor final constante.

La Fig. Restricciones impuestas por el modelo simplificado de la ley de Stokes. Los valores acotados de g, y son los siguientes. Las dimensiones finitas del tubo incrementan la fuerza de resistencia que experimenta la esfera. A hora se procede a controlar la coherencia interna de los resultados presentados en la Tabla 6. Sin embargo, debe recordarse que las mediciones no fueron todas realizadas a la misma temperatura.

La Tabla 7 presenta los datos. T 2 - 2, Marcamos en ella los resultados experimentales obtenidos:. Las cuestiones a las que nos referimos en dicho apartado 3 son las siguientes:. Este supuesto parece razonable dentro de los errores experimentales, ya que durante las mediciones x 2, 7. La esfera siempre se mueve exactamente por el centro del tubo.

Un estudio cuidadoso de los fotogramas muestra que se tiene un corrimiento lateral de la trayectoria de la esfera respecto de la vertical que pasa por el centro del tubo de hasta 3 mm.

Cubero, Perspectivas Constructivistas Ed. Ariel, Barcelona, Barrero Ripoll y M. Landau, A. Ajiezer y E. Alonso y E. Volumen II. Campos y Ondas Ed. Resnick, D. Halliday y K. Volumen 1 Ed. Berker, Handbuch der Physik v. Springer-Verlag, Berlin, Squires, Practical Physics Ed.

Cambridge University Press, Malta, University Science Books, California, Volumen I. Hodgman, Handbook of Chemistry and Physics Ed. Chemical Rubber Publishing, Cleveland, Experimento I: Medidas de viscosidad y la ley de Stokes. Salvador, Brasil. Lapple, Fluid and Particle Mechanics Ed. Worsnop y H. Tomo I Ed. Eudeba, Buenos Aires, Barr, Monograph of Viscometry Ed. Oxford University Press, London, Extraordinario, 5 All the contents of this journal, except where otherwise noted, is licensed under a Creative Commons Attribution License.

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