Medida de la viscosidad de un fluido con la máquina de Atwood

Actividades

Se introduce

  • La temperatura T (en grados centígrados), actuando sobre la barra de desplazamiento titulada Temperatura.

  • La masa m2 (en gramos), actuando sobre la barra de desplazamiento titulada Masa.

  • El radio de la esfera se ha fijado en el valor R=1.1 cm

  • La masa de la esfera se ha fijado en el valor m1=15 g.

  • El fluido es glicerina cuya densidad es ρ=1.26 g/cm3

Se pulsa el botón titulado Empieza.

La esfera se mueve con velocidad constante. Para que la esfera descienda tenemos que poner una masa m2 inferior a

  • Cuando la esfera pasa por la marca situada a la altura x=0, se pone en marcha el cronómetro, pulsando el botón titulado En marcha.

  • Cuando la esfera pasa por la segunda marca situada en x=40 cm, se pulsa el mismo botón titulado Parar.

Los pares de datos: masa m2 y tiempo t que tarda la esfera en descender x=40 cm se guardan en el control área de texto situado a la izquierda del applet.

Se cambia la masa m2, sin modificar la temperatura, y se mide el tiempo t que tarda la esfera en descender 40 cm, y se calcula la velocidad límite vl=40/t

Después de repetir el procedimiento varias veces con la misma temperatura, se pulsa en el botón titulado Gráfica, para representar los resultados “experimentales” y la recta que “mejor ajusta” a dichos datos. Se calcula la viscosidad a partir de la medida de la pendiente de la recta.

Ejemplo:

Para la temperatura T=20ºC, la pendiente de la recta es el cociente entre el cateto opuesto y=16 cm/s y el cateto contiguo x=8-3=5 g. La masa del cuerpo m2 empieza en 3 g.

En la parte superior derecha de la gráfica, el programa interactivo nos proporciona este dato con mayor precisión -31.72.

El programa interactivo, genera el dato de la viscosidad en función de la temperatura, empleando la fórmula empírica.

Se cambia la temperatura, y se vuelve a repetir la medida de la viscosidad. Se comprueba que el resultado coincide con el calculado a partir de la fórmula empírica.

Se aconseja al lector, que represente en un papel la viscosidad η de la glicerina en función de la temperatura T. Para que perciba el acusado cambio de esta magnitud cuando se incrementa ligeramente la temperatura.

 

stokesApplet aparecerá en un explorador compatible con JDK 1.1.