Universidad Nacional de Salta Física 1 - 2008Facultad de Ciencias Exactas Segundo cuatrimestre

Trabajo Práctico de Laboratorio Nº 5MEDIDA DE LA VISCOSIDAD POR EL MÉTODO DE STOKES

OBJETIVODeterminación del coeficiente de viscosidad de un líquido por el método de Stokes y comprobación de la ley de Stokes.

MATERIALTubo de vidrio de unos 5 cm de diámetro y al menos 60 cm de longitud, cerrado por un extremo; esferas de acero (de un diámetro no superior a 2 mm), vidrio u otro material, idénticas; líquido, cronómetro, termómetro, calibre y regla graduada en milímetros.

ANALISIS TEORICOUsando el método de Stokes (en las condiciones de su validez) se obtiene la siguiente relación que nos permitirá calcular la viscosidad.

Siendo δ es la densidad de la esfera y ρ la del líquido, η la viscosidad del fluido, D el diámetro de la esfera y g la gravedad.Si llamamos vm a la velocidad máxima alcanzada por la esfera y medida en el experimento, se debe aplicar la corrección empírica de Ladenburg que tiene en cuenta la influencia de las paredes del tubo en la vlim:

MÉTODOa. Medidas preliminaresPara determinar la viscosidad del líquido problema será necesario disponer de losdatos siguientes:

➢ La densidad δ y el diámetro D de las esferas.➢ La densidad ρ del líquido problema.➢ El diámetro interno ϕ del tubo➢ La distancia l entre las marcas en el tubo.

Si algunos de estos datos no figura en la guía de laboratorio se deberá realizar las medidas siguientes:

➢ Medir con el calibre los diámetros de las esferas idénticas. Se tomará como valor de D el valor medio de las medidas. Calcular el volumen medio de las esferas. Realizar los cálculos de error pertinentes.

➢ Para determinar la densidad de las esferas, se masarán conjuntamente en la balanza de precisión del laboratorio.

➢ Idem para determinar la densidad del liquido problema.➢ El diámetro interno del tubo puede medirse con calibre.➢ La distancia entre las dos marcas del tubo se medirá con una regla milimetrada o con la

escala auxiliar milimetrada dispuesta a tal efecto

Velocidad límite➢ Medir y anotar la temperatura del líquido problema contenido en el tubo.

mvDv

+=

φ4,21

lim(2)

( )η

ρδ18

2

lim

gDv −= (1)

➢ Dejar caer una esfera desde la superficie libre del líquido problema, en el centro de dicha superficie. La esfera deberá descender a lo largo del eje de la probeta o tubo, lejos de las paredes. Para tal fin se usará el tubo de vidrio dispuesto en el montaje según se indica en la figura. Medir y anotar el tiempo de tránsito de la esfera entre las dos marcas señaladas en el tubo.

➢ Repetir la operación anterior las veces que sea preciso.➢ Determinar el valor medio de los tiempos de tránsito obtenidos anteriormente y, a partir

de éste, calcular la velocidad límite de caída.

b. Coeficiente de viscosidad➢ Calcular el valor del coeficiente de viscosidad del líquido utilizando la expresión (2)➢ Calcular el valor del número de Reynolds y asegurarse de que se ha trabajado en las condiciones de

validez de la ley de Stokes.

Trabajo Práctico de Laboratorio Nº 6ESPEJOS Y LENTES

OBJETIVO➔ Determinación de la distancia focal de un espejo concavo.➔ Determinacion de la distancia focal de una lente divergente.

ANALISIS TEORICCOa) ¿Que tipo de imagenes conoces?b) ¿Que imagenes puede obtener con un espejo convexo? Explique.c) ¿Que imagenes puede obtener con un espejo concavo? Explique.d) ¿Que imagenes puede obtener con una lente divergente? Explique.e) Si tuviera que diseñar una experiencia en la que tuviera que determinar la distancia focal de un espejo esférico cóncavo ¿Que variables mediría en forma directa y como determinaría la distancia focal y su error?f) Si tuviera que diseñar una experiencia en la que tuviera que determinar la distancia focal de una lente delgada divergente ¿Que variables mediría en forma directa y como determinaría la distancia focal y su error?

Experiencia 1: DETERMINACION DE LA DISTANCIA FOCAL DE UN ESPEJO ESFERICO CONCAVO.Utilice los elementos disponibles en el laboratorio, monte la experiencia y mida. Recuerde realizar por lo menos 10 mediciones.Exprese el resultado de la medición de f con su error.

fff ∆±=

Experiencia 2: DETERMINACION DE LA DISTANCIA FOCAL DE UNA LENTE DIVERGENTE. Se dispone de una lente a la cual se le quiere determinar su distancia focal. Para lograr tal objetivo se dispone de una lente y papel cuadriculado.Ubique la lente entre su ojo y un conjunto de lineas paralelas dibujadas en el papel. Intente ver al mismo tiempo el objeto (tres lineas) y la imagen producida por este. Varíe la distancia objeto-lente hasta el momento en que las tres lineas de la imagen virtual coincidan con dos del objeto. Dese cuenta que en ese momento el aumento de la imagen es ½ respecto del objeto. Bajo esta situación mida 10 veces la distancia objeto y pruebe que esta distancia corresponde a la distancia focal de la lente divergente.Exprese el resultado de la medición de f con su error y realice un esquema del dispositivo experimental.

fff ∆±=