Movimiento vertical de una esfera en el seno de un fluido

Actividades

En el siguiente applet se compara el movimiento de una partícula lanzada verticalmente hacia arriba en el vacío con la velocidad inicial v₀=0.01 m/s (en azul) , y el movimiento vertical hacia arriba y hacia abajo del grano de arena en el agua (en rojo).

• Seleccionado el botón de radio titulado Posición, se representa la posición x en función del tiempo t.
• Seleccionado el botón de radio titulado Velocidad, se representa la velocidad v en función del tiempo t.

Podemos observar como el grano de arena adquiere rápidamente una velocidad constante.

Fuerza de rozamiento proporcional al cuadrado de la velocidad

Actividades

Consideremos una pelota de plástico que se lanza hacia arriba con una velocidad inicial v₀=5 m/s. Supongamos que su masa es de m=78.3 g y su radio de R=15 cm. Sabiendo que la densidad del aire es r_f =1.293 kg/m³ y su viscosidad es h=17.1 10^-6 kg/(m·s).

El valor de G=7.53 m/s² y el de g =0.176 s/m. El número de Reynolds es en el momento del lanzamiento de la pelota vale

El número Re está en el intervalo de validez de la fórmula de la fuerza de rozamiento, salvo cuando se aproxima a la máxima altura, la velocidad es próxima a cero. Ahora bien, en la mayor parte de la trayectoria la velocidad de la pelota es suficientemente alta para que se el número de Reynolds esté dentro del intervalo 1000<Re<200000.

En el siguiente applet, se compara el movimiento de una partícula lanzada verticalmente hacia arriba en el vacío con la velocidad inicial v₀=5 m/s (en azul) , y el movimiento vertical hacia arriba y hacia abajo de la pelota en el aire (en rojo).

• Seleccionado el botón de radio titulado Posición, se representa la posición x en función del tiempo t.
• Seleccionado el botón de radio titulado Velocidad, se representa la velocidad v en función del tiempo t.