Fluido viscoso entre dos cilindros coaxiales

Actividades

El programa interactivo trata de mostrar visualmente la distribución de las velocidades angulares del fluido entre los dos cilindros coaxiales, cuando se introduce las velocidades angulares w_a y w_b, y el radio del cilindro interior a. El radio del cilindro exterior se ha fijado en el programa, de modo que b=1.0.

Se introduce

• la velocidad angular del cilindro interior, seleccionado 0, 1, 2 ó 3 en el control de selección titulado V. angular (interior)
• la velocidad angular del cilindro exterior, seleccionado 0, 1, 2, 3, -1, -2, -3 en el control de selección titulado V. angular (exterior).
• el radio del cilindro interior a, en el control de selección titulado Radio interior.
• el radio del cilindro exterior se ha fijado en b=1.0,

Se pulsa el botón titulado Empieza

A la izquierda del applet, se muestra el movimiento de las partículas de fluido situados a distancias variables del eje de los cilindros. A la derecha, se muestra una gráfica del perfil de la velocidad angular de dichas partículas en función de su distancia radial al eje de los dos cilindros coaxiales.

Medida de la viscosidad de un fluido

Actividades

El programa interactivo genera un número aleatorio entre 0.35 y 0.60 que representa la viscosidad η del fluido.

Se introduce

• La parte L, en cm, del cilindro que está sumergida en el fluido, actuando en la barra de desplazamiento titulada Longitud.

• La masa m del bloque, en gramos, actuando en la barra de desplazamiento titulada Masa bloque.

• El radio del cilindro se ha fijado en a=10 cm

• El radio del recipiente b=15 cm

• El radio de la polea r=2 cm

Se pulsa el botón titulado Empieza

Se cambia la masa m del bloque, manteniendo la longitud L constante. La regla situada a la derecha del applet, nos permite medir la velocidad constante v=x/t del bloque, la velocidad angular de rotación ω=v/r, donde r es el radio de la polea.

En la parte izquierda del applet, se recogen los pares de datos, masa del bloque m en gramos, velocidad angular de rotación ω en rad/s. Cuando se ha recogido varios pares de datos se pulsa en botón titulado Gráfica.

Se representan los pares de datos y la recta

ω=K·m

En la parte superior del applet, se nos proporciona el valor de la pendiente K a partir de este dato, calculamos la viscosidad η.

Como K viene expresado en rad/(g·s), se convierte en rad/(s·kg) multiplicando por 1000.

Despejamos la viscosidad de la fórmula

Se cambia la longitud L de la parte del cilindro sumergida en el fluido y se vuelven a repetir las medidas.