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Laborator Mecánica de Universidad de Cartagena
LEY DE STOKES
Diofanor Acevedo 1, Luis Miguel astillo! , a"ilo #lvare$ !,Laura %adilla!, &ub'n Martine$ Universidad de Cartagena Facultad de ingenieria Programa de Ingeniería de Alimentos
Noviembre 24/2014 1Dodente de Universidad de Cartagena
&ES(ME)* &ES(ME)* en este laboratorio iniciamos se tomaron medidas del dimetro ! la masa de di"erent
es"eras de metal# luego $rocedimos a calcular la altura del aceite ! a soltar las es"eras en el niv su$erior de este# con esto calculemos el tiem$o# adems con estos datos ! las "ormulas te%ric conseg con seguim uimos os las di"ere di"erent ntes es $ro$i $ro$ieda edades des de los mater material iales es con los &ue traba' traba'amo amoss ! e($onemos mas adelante en este laboratorio +
1+ )T&OD(-) )ncontrar mediante la le. de Sto/es, los valores de la viscosidad dinmica *+, de un "luido determ determina inado do *Aceit *Aceites es de Castor Castor ! de -icino -icino,# ,# teniendo en cuenta# el $rinci$io de sumergencia ! el )m$u'e .idrosttico as variables &ue se $resentan en este laboratorio son bsicamente el $eso del balín# el dimetro# el tiem$o &ue trascurri% desde un $unto a otro dentro
a$ro a$ro(i (ima maci ci%n %n bast bastan ante te buen buenaa $ara $ara a$licaciones Imag Imagin inem emos os un blo& blo&ue ue s%li s%lido do *no *no sometido a una "uera tangencial# $or e'e una goma de borrar sobre la &ue se si Sign up to vote on this title $alma de la mano &ue em$u'a en dire useful Useful Noten $aralela a la mesa3 este caso# el s%li s%lido do o$on o$onee una una resi resist sten enci ciaa a la a$li a$lica cada da## $ero $ero se de"o de"orm rmaa *b,# *b,# tant tant
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Deformación de un sólido por la aplicación de una fuerza tangencial
Le. de Sto/es+ a le! de to5es se re"iere a la "uera de "ricci%n e($erimentada $or ob'etos es"6ricos movi6ndose en el seno de un "luido viscoso en un r6gimen laminar de ba'os nmeros de -e!nolds Fue derivada en 1781 $or 9eorge 9abriel to5es tras resolver un caso $articular de las ecuaciones de Navier:to5es )n general la le! de to5es es vlida en el movimiento de Partículas es"6ricas $e&ue;as movi6ndose a velocidades ba'as a le! de to5es $uede escribirse como< *1, µ < >iscosidad dinmica R < -adio de la es"era >< velocidad de caída F v
=
RbV =πµ
b
as "ueras &ue actan sobre una cuando esta cae a trav6s del "luido s $eso# la "lotaci%n ! el arrastre a "uer arrastre es $ro$orcional a la velocidad# $ &ue esta com$onente va aumentando a m &ue el cuer$o se des$laa De este mo transcurre el tiem$o su"iciente# la alcanar una velocidad constante# velocidad terminal i las $artículas estn ca!endo verticalm en un "luido viscoso debido a su $ro$io $uede calcularse su velocidad de sedimentaci%n igualando la "uera de "ri con la "uera de gravedad
donde<
a velocidad de caída d $artículas *velocidad límite, You're Reading a Preview g a aceleraci%n de la graveda ρ p a densidad de las $artículas Unlock full access with a free trial. ρ f a densidad del "luido n viscosidad del "luido V s
Download With Free Trial
%rinciio 2idrostático+ )l $rinci$io de Ar&uímedes es un $rinci$io "ísico &ue a"irma &ue un cuer$o total o $arcialmente sumergido en un "luido esttico# ser em$u'ado con una "uera igual al $eso del volumen de "luido des$laado $or dic.o ob'eto De este modo cuando un cuer$o est sumergido en el "luido se genera un em$u'e .idrosttico resultante de las $resiones
4+ MATE&ALES Y %&OEDM ES%E&ME)TAL Ealana Probeta Sign up toProbeta vote on this title de useful castor Useful Aceite Not Aceite de ricino Ealines • • • • • •
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tomndose el tiem$o en &ue se demoraban en $asar desde el $unto de salida al $unto de llegada $reviamente establecido# $ara determinar $or medio de clculos $osteriores la velocidad de caída ! otras $ro$iedades im$ortantes e re$iti% el mismo $roceso die veces $or cada li&uido
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W b γ b
ρ b gV b
=
=
g ρ b
Donde# K b# Peso del balín ρ b # densidad del balín γ # $eso es$eci"ico del materi balín g# gravedad > b# >olumen del balín b
e midi% el dimetro de un balín ! se registr% su masa en gramos e de'o caer el balín en el interior de un "luido# $ara el caso de este e($erimento aceite de castor ! aceite de ricino# midiendo así el tiem$o &ue 6ste tom% en recorrer una determinada distancia vertical al interior del lí&uido e re$iti% el mismo $rocedimiento $ara G balines ms
A continuaci%n se registran los resultados obtenidos<
E"u6e 7idrostático* E h
=
γ castor V b
E h
=
γ RicinoV b
Donde
γ !astor
= GFJ7F= / m
γ Ricino
Donde#
γ !astor
F
e#
7J1127 N/ m
= GFJ7F= / m
F
Segunda le. de ne8ton* Habla 1 Datos obtenidos con el aceite de ricino You're Reading a Preview Altur es"er Dimetro*m asa Hiem$o E h + Fv − W b = ma ∑ f " = ma# a a m, *gr, *seg,Unlock full access with a free trial. *cm, Donde# F># "uera de viscosidad 1 = 108 71 2 Download With Free Trial 2 =1 10= =7 2 e asume &ue la velocidad de ca 4J 044 GG 2 constante# entonces a = 0 $or lo &ue# 4 =1 1048 100 2 8 011 221 2 Fv W b E h = 4 0282 144 2 J 012 208 2 Sign upde to vote on thisde title Ecuaci9n la fuer$a viscosidad* Useful Not useful Habla 2 Datos obtenidos con el aceite de castor Fv =πµ RbV Dimetros asa Hiem$o Altura es"eras *mm, *gr, *seg, *cm, =
=
−
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Habla Datos Calculados $ara el aceite de ricino peso(N
vel
de
) 0,0103
volumen 1,13098
densidad 9284,01
PE 9107,2
caída 0,0028395
005 0,0103
E-07 1,18847
37 8919,01
0321 87495,5
0 0,0033823
98 0,0043
E-07 5,4317
148 8093,93
025 79401,4
53 0,0023232
14 0,0102
E-08 1,18847
038 8792,79
5709 8257,3
32
5145 0,0012
E-07 1,41372
9042 92,33
58 90902,7
0,23 0,1040723
8511 0,0024
E-08 3,35104
279 7520,05
2473 73771,7
98 0,1597222
7212 0,0012
E-08 1,41372
347 9337,0
24 9159,
22 0,1121951
9492
E-08
811
38
de
la
0,0043
4,77131
9284,7
91082,
4583 0,0042
E-08 4,77131
1594 9179,87
2834 90054,
978 0,0012
E-08 1,41372
841 9124,8
077 89514,8
549 0,0103
E-08 1,18847
20 888,52
987 87000,2
3974 0,0043
E-07 5,790E
498 7598,52
4494 74541,5
14 0,0042
-08 5,4317
5521 8057,13
353 79040,5
E-08
9793
4137
978
!ue"#a
!#
de
la
$id"os%a%ica 0,00111459
viscosidad 0,009128
viscosidad 134153,09
2
8
7 188777,78
0,00044747 0,00044747
0,00381988 0,0038983
9 19240,41 1902221,27
You're Reading a Preview $id"os%&%ica 0,00013258
0,00044747
0,00384931 0,00113290
2 2834243,58
4 Unlock full access with a free trial. 0,001007 0,00111459
0,00922514
7 1350150,57
Download With Free Trial 0,001114592 0,0005430
2
8 0,00377333
8 1440419,05
3 0,00050982
7 0,0037895
8 157231,85
4
22
!ue"#a
!#
ene"'ía
$id"os%&%ica 0,00098522
viscosidad 0,00931527
viscosidad 145528,22
5 0,00103531
5 0,0093328
4 137038,21
2
8
1 1595838,97
0,0004735 0,00103531
0,00384284 0,0092113
9 1348832,00
0,000509824
2 0,00012315
8 0,0011195
7 290920,91
0,001114592
3 0,00029191
7 0,00218020
5 1725777,85
0,000132584
8 0,00012315
2 0,0011717
7 293143,04
0,000314273
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;+ O)L(SO)ES Useful Not useful a viscosidad de un gas se increm con la tem$eratura mientras &ue •
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<+ &EFE&E)AS ==LO>&AFAS L1M atai(# C# #ec$nica de fluidos " m$%uinas hidr$ulica&
*2a edici%n,# Al"a
omega L2M otelo vila 'idr$ulica (eneral )ropiedades de los fluidos*
LM >íctor treeter
#ec$nica de los fluidos - )ropiedades de los fluidos*
L4M .tt$
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