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  • 8/13/2019 Informe v. Fuerzas de Friccion en Fluidos

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    Fuerzas de friccin en fluidos Justiniano Cancha Reynaldo

    1UNIVERSIDAD NACIONAL

    SANTIAGO ANTNEZ DE MAYOLO

    FACULTAD DE INGENIERA CIVILESCUELA ACADMICO PROFESIONAL DE INGENIERA CIVIL

    Informe de Laboratorio N 05

    FUERZAS DE FRICCION EN FLUIDOS

    Curso : Fsica II.

    Docente : Msc.VSQUEZ GARCA, Optaciano.

    Alumno : Justiniano Cancha Heyner Reynaldo

    Cdigo : 112.0904.359

    Huaraz, 02 de Julio del 2013.

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    Fuerzas de friccin en fluidos Justiniano Cancha Reynaldo

    2FUERZAS DE FRICCIN EN FLUIDOS

    I. OBJETIVO(S):

    1.1. Determinar la viscosidad de un fluido utilizando la velocidad lmite de esferascayendo en un aceite

    1.2. Estimar la importancia de los efectos debido al tamao finito del recipiente.

    1.3. Determinar experimentalmente la densidad relativa de materiales como: aluminio.

    II. MATERIAL A UTILIZAR:

    Una probeta graduada de 1 litro de capacidad.

    Un soporte universal con dos varillas de hierro y una nuez.

    Una regla graduada en milmetros.

    Un set de pesas calibradas.

    Un cilindro de aluminio.

    Cantidades apreciables de agua y aceite.

    Una balanza analtica

    Esferas de acero de diferente dimetro

    Un micrmetro

    Un imn de retencin

    Un Beaker de 1 litro de capacidad

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    43.4.Viscosmetro de cada de bola

    Para conocer la tcnica que emplean los viscosmetros de bola, es necesario estudiar el

    movimiento de cada de un cuerpo baja la accin de su peso y de la fuerza de rozamiento del

    medio circundante a l, obtenindose expresiones que definan su velocidad en funcin del

    tiempo y su posicin inicial.

    3.4.1. Peso y Principio de ArqumedesDespreciando la variacin de la gravedad con la altura, el peso W se define como el

    producto de la masa por la aceleracin de la gravedad y la masa es igual al producto

    de la densidad del cuerpo por el volumen v del mismo. Para el caso de la esfera

    mvil se tiene

    34( )

    3SW mg r g (2)

    De acurdo con el Principio de Arqumedes, Un objeto que se encuentra parcial o

    completamente sumergido en un fluido experimenta una fuerza de empuje

    ascendente igual al peso del fluido desalojado. Por, lo tanto el empuje es igual al

    producto de la densidad del fluido, por el volumen del cuerpo y por la aceleracin de

    la gravedad, esto es

    34( )3

    fE r g (3)

    3.4.2. Fuerza de rozamientoCuando un cuerpo se mueve a travs de un fluido aparece una fuerza sobre l que se

    opone a dicho movimiento. Esta recibe el nombre de fuerza de rozamiento y tiene su

    origen en los esfuerzos tangenciales y normales que el fluido ejerce sobre la

    superficie del objeto. Este parmetro resulta muy difcil de determinar

    analticamente, ya que depende de varios factores. Por lo que es necesario recurrir

    bsicamente a la adquisicin de datos experimentales y, con esta finalidad, es

    costumbre expresar dicha fuerza en la forma

    21

    2 d fF C Av (4)

    Donde ves la velocidad relativa del cuerpo en el fluido, fes la densidad del fluido,

    A es el rea se la seccin transversal mxima que el cuerpo ofrece al flujo y Cdes un

    parmetro emprico llamado coeficiente de arrastre cuyo valor depende de la forma

    geomtrica del cuerpo, as como del Nmero de Reynolds asociado con el flujo

    alrededor del cuerpo. Dicho nmero de Reynolds es

    f

    e

    vDR

    (5)

    Donde d representa la longitud del objeto medida a lo largo de su seccin transversal

    (en el caso de la esfera es 2r), y es la viscosidad dinmica del fluido

    3.4.3. Ley de StokesPara un amplio rango de valores del nmero de Reynolds, la forma funcional del

    coeficiente de arrastre Cdse establece en la forma siguiente

    24 60, 4

    1d

    e e

    CR R

    (6)

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    Fuerzas de friccin en fluidos Justiniano Cancha Reynaldo

    5Para pequeos valores del nmero de Reynolds (esto es,Re < 1) el primer trmino de

    la ecuacin (6) domina. De esta forma la fuerza de rozamiento sobre un cuerpo de

    forma esfrica de radio rse escribe as

    2 2

    2 2 121 24

    ( ) ( ) (2 )2

    f

    v ffe

    r v

    F r v v rR

    6v

    F r v (7)

    Expresin que se conoce como ley de Stokes, en honor al fsico Irlands Sir George

    Stokes (1819-1903), quien la dedujo por primera vez en 1845. Esta ley establece que

    la fuerza de rozamiento que se opone al movimiento de una esfera a travs de un

    fluido cuando Re < 1, es proporcional a la viscosidad del fluido, al dimetro de la

    esfera y a la velocidad de la misma en el seno del fluido.

    Si la bola cae verticalmente en el lquido, sobre ella actuarn las siguientes fuerzas:

    (a) el peso propio del cuerpo (W); la fuerza de empuje hidrosttico (E) y la fuerza derozamiento (Fv), como se muestra en el DCL de la esfera.

    Aplicando la segunda ley de Newton en la diccin mostrada, se obtiene

    z zF ma

    ( )v zW E F ma (8)

    Si el peso y el empuje hidrosttico son constantes, la aceleracin az, produce un

    incremento continuo de la velocidad y como tal en la fuerza viscosa, de tal modo que

    el miembro de la izquierda eventualmente se hace nulo. En dicho instante la

    aceleracin es cero y en adelante no existe mayor incremento en la velocidad. Apartir de esto la esfera se mueve con una velocidad constante denominad velocidad

    terminal o velocidad lmite vL.

    Figura 1. Di agrama de cuerpo l ibr e de la esferi ta cuando se mueve en unflui do lquido.

    Remplazando las ecuaciones (2), (3) y (7) en la ecuacin (8), se obtiene

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    Fuerzas de friccin en fluidos Justiniano Cancha Reynaldo

    63 34 4( ) ( ) 6 0

    3 3S fr r g r v

    (9)

    Simplificando la ecuacin (9), el coeficiente de viscosidad dinmica viene expresado

    en la forma

    22 ( )

    9

    S f

    L

    gr

    v

    (10)

    Una forma como determinar la velocidad lmite de la esfera, experimentalmente es

    hacer dos marcas sobre el tubo de vidrio separado una distancia L y medir el tiempo t

    que demora en recorrerla. Es decir

    LL v t (11)

    Al remplazar la ecuacin (11) en (10), resulta

    22 ( )

    9

    S fgrt

    L

    (12)

    En la prctica, la ecuacin (7) debe ser corregida, dado que no es realista suponer

    un lquido de extensin infinita y que la distribucin de la velocidad de las

    partculas del lquido respecto de la superficie de las partculas del lquido respecto

    de la superficie de la esfera se encuentra afectada por las dimensiones finitas del

    lquido. Para el movimiento de la esferita a lo largo del eje de un cilindro de lquido

    infinitamente largo y de radio r, entonces se cumple que

    6 1 2, 4vr

    F r v

    R

    (13)

    Con lo que la ecuacin (12) corregida ser

    22 ( ) 1

    9(1 2, 4 )

    S fgr t

    rL

    R

    (14)*

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    7IV. METODOLOGA

    4.1. Para determinar a constante elstica del resorte

    a. Utilizando el resorte helicoidal realice la instalacin como se indica en la Fig. 2, el

    resorte debe estar amarrado firmemente a la varilla horizontal.

    b. Con la cinta mtrica mida por cuatro veces la longitud del resorte sin carga

    exterior. Registre su valor en la Tabla I.

    c. Coloque la masa m1= 50gren la porta pesa y el conjunto en el extremo libre del

    resorte y espere que alcance el equilibrio esttico, proceda entonces a medir por

    cuatro veces la longitud final del resorte, Lf.anote su valor en la Tabla I.

    d. Repita el paso c para las dems pesas m2, m3,Registre sus valores en la tabla I.

    Figura 2. I nstalacin del equipo para determinar la constante elstica k.

    Tabla I . Datos y clcu los para hal lar l a constante elstica k

    4.2. Para determina la densidad del aluminio

    a. Con la balanza mida la masa del cilindro de aluminio.

    b. Coloque el cilindro de aluminio en el extremo libre del resorte y lleve al sistema

    resorte cuerpo lentamente hasta la posicin de equilibrio esttico, entonces mida

    por cinco veces la longitud final del resorte Lf1. Registre sus valores en la Tabla

    II.

    Longitud inicial Masa Longitud final

    N L 0 cm) m (gr) L f (cm)

    1 2 3 4 L0,prom 1 2 3 4 Lf,prom

    1 6.65 6.60 6.65 6.60 6.625 99.8g 12.65 12.70 12.70 12.65 12.675

    2 6.65 6.60 6.65 6.60 6.625 109.8g 14.00 13.95 14.00 14.00 13.988

    3 6.65 6.60 6.65 6.60 6.625 119.8g 15.10 15.15 15.15 15.05 15.113

    4 6.65 6.60 6.65 6.60 6.625 129.8g 16.30 16.35 16.35 16.30 16.325

    5 6.65 6.60 6.65 6.60 6.625 139.8g 16.65 16.60 16.65 16.60 16.625

    6 6.65 6.60 6.65 6.60 6.625 149.8g 18.85 18.80 18.80 18.85 18.825

    7 6.65 6.60 6.65 6.60 6.625 169.8g 21.25 21.30 21.30 21.25 21.275

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    Fuerzas de friccin en fluidos Justiniano Cancha Reynaldo

    8c. Introduzca el cilindro de aluminio unido al resorte, en el Beaker conteniendo aguahasta que el cuerpo quede totalmente sumergido en el fluido como se muestra en la

    figura 3. Espere que se alcance el equilibrio esttico y entonces proceda a medir

    por cuatro veces la longitud final del resorte Lf2. Registre sus valores en la Tabla II.

    Figura 3. I nstalacin del cili ndro de aluminio dentro de agua.

    Tabla I I . Datos y clculos para determinar la densidad del aluminio

    4.3. Para determinar la densidad del aceite

    a. Con la balanza mida la masa del cilindro del aluminio. Anote su valor en la Tabla III.

    b. Coloque el cilindro de aluminio en el extremo libre del resorte y espere que alcance

    el equilibrio, entonces mida por cinco veces la longitud final del resorte L f2. Registre

    sus valores en la Tabla III.

    c. Introduzca el cilindro de aluminio sujeto al resorte, en el Beaker contenido en agua

    como se muestra en la figura 4. Una vez que se alcanz el equilibrio mida por cuatro

    veces la longitud final del resorte Lf2.

    d. Registre sus valores Reemplace el agua del Beaker por el aceite e introduzca

    completamente el cilindro dentro del aceite como se muestra en el figura 8. Una vez

    alcanzado el equilibrio proceda a medir la longitud final del resorte por cinco veces,

    Lf3. Registre sus valores en la Tabla III.

    MaterialLongitud delresorte sindeformar

    Longi tud del resorte con carga (en aire)L f,1(cm)

    Longi tud del resorte con carga(en H2O) L f,2(cm)

    Masa(gr)

    1 2 3 4 LProm 1 2 3 4 LProm

    Aluminio 6.625 24.65 24.70 24.65 24.70 24.675 16.0 16.05 16.0 16.1 16.0375 200.04

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    Figura 4. I nstalacin del cili ndro de alumin io dentro de aceite.

    Tabla I I I . Datos y clculos para determ inar la densidad de un lquido

    4.2. Para determinar el coeficiente de viscosidad

    a. Vierta lentamente el aceite hasta llenar la probeta de vidrio graduada como se

    muestra en la figura 5b. En el caso de formacin de burbujas espere cierto tiempo a

    fin de que ellas desaparezcan

    b. Trace dos marcas, una superior A y otra inferior B en el tubo como se muestra en lafigura 5c.

    c. Con la cinta mtrica mida la distancia hentre las dos marcas por 04 veces y registre

    su valor en la Tabla IV

    d. Con el micrmetro mida por 03 veces el dimetro de cada una de las esferas y

    registre sus valores en la tabla IV

    e. Con el vernier mida el dimetro interior de la probeta graduada por cinco 03 veces.

    Registre sus valores en la Tabla IV

    (a) (b) (c)

    Figura 5. Equi po para determinar la viscosidad del aceite.

    Material Longitud del

    resorte

    sin deformarL 0(cm)

    Longitud del

    resorte

    cargado ( en aire)L f1(cm)

    Longitud del resorte

    cargado (en agua)L f2(cm)

    Longi tud del resorte del resorte cargado

    (en aceite)L f3(cm) Masa

    (gr)

    Aluminio 6.625 24.675 16.0375 16.8 16.85 16.85 16.8 16.825 200.04

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    10f. Deje libre la esfera de masa m1en la superficie libre del aceite y con el cronmetromida el tiempo que demora en recorrer la distancia AB = h. Registre sus valores

    obtenidos en la Tabla IV

    g. Con el imn extraiga la esferita de masa m1 y repita el paso (f) por cinco veces.Registre sus valores en la Tabla IV.

    h. Con la balanza analtica mida la masa de cada una de las esferitas usadas en el

    experimento. Registre sus valores en la Tabla IV

    i. Repita los pasos (f) y (g) para cada una de las esferitas de masas m2, m3y m4.

    Tabla I V. Datos y clculos para determinar el coef iciente de viscosidad del aceite

    N

    Altura AB

    h(cm)

    Tiempo que demora l a esferita en recorr er laaltura h

    t(s)

    Dimetr o de cada esferi ta

    d (mm)

    Dimetro i nterno del tubo devidrio

    D (cm)

    Masade

    cadaesferit

    a

    m (g)

    t1 t1 t1 t1 t1 tpro d1 d2 d3 dpro D1 D2 D3 Dpro

    1 22.00 22.32

    22.6

    2

    22.6

    0

    22.4

    5

    22.5

    0

    22.49

    8

    0.81

    0

    0.80

    5

    0.80

    5

    0.807 5.79

    5

    5.79

    0

    5.79

    7

    5.79

    4

    0.0036

    2 22.00 11.10

    11.4

    5

    11.3

    0

    11.3

    5

    11.2

    0

    11.28

    0

    0.80

    5

    0.80

    5

    0.80

    8

    0.806 5.79

    5

    5.79

    0

    5.79

    7

    5.79

    4

    0.0078

    3 22.00 17.5

    3

    17.5

    5

    17.5

    0

    17.6

    0

    17.5

    5

    17.54

    6

    0.75

    0

    0.74

    9

    0.75

    0

    0.749

    7

    5.79

    5

    5.79

    0

    5.79

    7

    5.79

    4

    0.0037

    4 22.00 44.26

    44.0

    0

    44.3

    0

    44.1

    5

    44.2

    0

    44.18

    2

    0.50

    0

    0.50

    5

    0.50

    0

    0.501

    7

    5.79

    5

    5.79

    0

    5.79

    7

    5.79

    4

    0.0011

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    11V. CUESTIONARIO

    5.1. Con los datos de la Tabla I, trace una grfica F= f (y), donde es la deformacin delresorte, y a partir de ella determine la constante elstica kdel resorte con su respectivo error

    absoluto y porcentual. Para ello se debe obtener la recta de ajuste mediante mnimos

    cuadrados.

    Tabla I . Datos y clcul os para hal lar la constante elstica k

    Calculo de la constante de elastici dad mediante mnimos cuadrados

    N mi(kg) fi = mig LFpromedio Xi(cm) Xi2

    (cm)2

    Xifi(N.cm)

    1 0.0998 0.97804 12.675 6.05 36.6025 5.917142

    2 0.1098 1.07604 13.988 7.363 54.213769 7.92288252

    3 0.1198 1.17404 15.113 8.488 72.046144 9.96525152

    4 0.1298 1.27204 16.325 9.7 94.09 12.338788

    5 0.1398 1.37004 16.625 10 100.0 13.7004

    6 0.1498 1.46804 18.825 12.2 148.84 17.910088

    7 0.1698 1.66404 21.275 14.65 214.6225 24.378186

    9.00228 114.826 68.451 720.414913 92.13273804

    Calculo de la constante de elasticidad mediante la siguiente ecuacin.

    Longitud inicial Masa Longitud final

    N L 0cm)

    m (gr) L f (cm)

    1 2 3 4 L0,prom 1 2 3 4 Lf,prom

    1 6.65 6.60 6.65 6.60 6.625 99.8g 12.65 12.70 12.70 12.65 12.675

    2 6.65 6.60 6.65 6.60 6.625 109.8g 14.00 13.95 14.00 14.00 13.988

    3 6.65 6.60 6.65 6.60 6.625 119.8g 15.10 15.15 15.15 15.05 15.113

    4 6.65 6.60 6.65 6.60 6.625 129.8g 16.30 16.35 16.35 16.30 16.3255 6.65 6.60 6.65 6.60 6.625 139.8g 16.65 16.60 16.65 16.60 16.625

    6 6.65 6.60 6.65 6.60 6.625 149.8g 18.85 18.80 18.80 18.85 18.825

    7 6.65 6.60 6.65 6.60 6.625 169.8g 21.25 21.30 21.30 21.25 21.275

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    Fuerzas de friccin en fluidos Justiniano Cancha Reynaldo

    12

    Calculo de la constante de elasticidad (utilizar Excel)

    Se tiene como ecuacin de la recta

    Calculo de la pendiente de la recta:

    Reemplazando en la ecuacin:

    y = 0.0803x + 0.5003R = 0.9845

    0

    0.2

    0.4

    0.6

    0.8

    1

    1.2

    1.4

    1.61.8

    0 5 10 15 20

    fi(N)

    Xi (cm)

    Constante de elasticidad

    constante deelasticidad

    Linear (constante deelasticidad)

    Xi (cm) fi(N)

    6.05 0.97804

    7.363 1.07604

    8.488 1.17404

    9.7 1.27204

    10 1.37004

    12.2 1.46804

    14.65 1.66404

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    Fuerzas de friccin en fluidos Justiniano Cancha Reynaldo

    13Se tiene como ecuacin: Y = 8.0347x + 0.5003

    De donde: F = 8.0347 K= 8.0347 K =8 0347 N/mCALCULO DEERRORES

    Error Estndar:

    Error Absoluto:

    Error Relativo:

    Error Porcentual:

    N L=X 1 0.060500 0.00139

    2 0.073625 0.00542

    3 0.084875 0.00720

    4 0.097000 0.00941

    5 0.100000 0.01000

    6 0.122000 0.01488

    7 0.146500 0.02146

    TOTAL 0.06977

  • 8/13/2019 Informe v. Fuerzas de Friccion en Fluidos

    14/24

    Fuerzas de friccin en fluidos Justiniano Cancha Reynaldo

    145.2. Con los datos de la Tabla II, determine la densidad del aluminio, con su error absoluto y

    porcentual.

    Tabla I I . Datos y clculos para determinar la densidad del alumin io

    ALUMINIO

    Densidad

    Error Relativo

    | | | | | |

    Material

    Longitud delresorte sindeformar

    Longi tud del resorte con carga (en aire)

    L f,1(cm)

    Longitud del r esorte con carga

    (en H2O) L f,2(cm)

    Masa

    (gr)

    1 2 3 4 LProm 1 2 3 4 LProm

    Aluminio 6.625 24.65 24.70 24.65 24.70 24.675 16.00 16.05 16.00 16.10 16.0375 200.04

  • 8/13/2019 Informe v. Fuerzas de Friccion en Fluidos

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    Fuerzas de friccin en fluidos Justiniano Cancha Reynaldo

    15

    Error porcentual:

    A) ALUMINIO

    Calculo del error porcentual respecto a la densidad del Al

    5.3. Con los datos de la Tabla III, determine la densidad del aceite con su respectivo errorabsoluto y porcentual.

    VI . Tabla I I I . Datos y clculos para determinar la densidad de un lquido

    Densidad

    Material Longitud delresorte

    sin deformar

    L 0(cm)

    Longitud delresorte

    cargado ( en

    aire) L f1(cm)

    Longitud delresorte cargado

    (en agua)

    L f2(cm)

    Longitud del resorte del r esorte cargado(en aceite)L f3(cm)

    Masa(gr)

    Aluminio 6.625 24.675 16.0375 16.8 16.85 16.85 16.8 16.825 200.04

  • 8/13/2019 Informe v. Fuerzas de Friccion en Fluidos

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    Fuerzas de friccin en fluidos Justiniano Cancha Reynaldo

    16Error Relativo

    |

    | |

    | |

    |

    Error porcentual:

  • 8/13/2019 Informe v. Fuerzas de Friccion en Fluidos

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    Fuerzas de friccin en fluidos Justiniano Cancha Reynaldo

    176.1. Con los datos de la tabla IV y usando la ecuacin (14)*, determine la viscosidad del aceite

    con su respectivo error absoluto y porcentual

    Tabla I V. Datos y clcul os para determi nar el coef iciente de viscosidad del aceite

    N

    AlturaAB

    h(cm)

    Tiempo que demora la esferita en recorr er la altur ah

    t(s)

    Dimetr o de cada esferi ta

    d (mm)

    Dimetro i nterno del tubo devidrio

    D (cm)

    Masade

    cadaesferita

    m (g)

    t1 t1 t1 t1 t1 tpro d1 d2 d3 dpro D1 D2 D3 Dpro

    1 22.00 22.32 22.62 22.60 22.45 22.50 22.498 0.810 0.805 0.805 0.807 5.795 5.790 5.797 5.794 0.0036

    2 22.00 11.10 11.45 11.30 11.35 11.20 11.280 0.805 0.805 0.808 0.806 5.795 5.790 5.797 5.794 0.0078

    3 22.00 17.53 17.55 17.50 17.60 17.55 17.546 0.750 0.749 0.750 0.7497 5.795 5.790 5.797 5.794 0.0037

    4 22.00 44.26 44.00 44.30 44.15 44.20 44.182 0.500 0.505 0.500 0.5017 5.795 5.790 5.797 5.794 0.0011

    Cuadro de datos de la tabla I I I .

    N Altura AB(m) Tiempo(s) Radio esfera(m) Radio tubo(m) Masa esfera(kg)

    1 0.22 22.498 0.000403333 0.02897 0.0000036

    2 0.22 11.280 0.000404667 0.02897 0.0000078

    3 0.22 17.546 0.000374833 0.02897 0.0000037

    4 0.22 44.182 0.000250833 0.02897 0.0000011

    ( )

    Viscosidad del aceite: Esfera 1

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    Fuerzas de friccin en fluidos Justiniano Cancha Reynaldo

    18

    CALCULO DE ERRORES (ESFERA 1)

    Error absoluto:

    | | |

    | |

    |

    Error porcentual:

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    Fuerzas de friccin en fluidos Justiniano Cancha Reynaldo

    19Viscosidad del aceite: Esfera 2

    CALCULO DE ERRORES (ESFERA 2)

    Error absoluto:

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    Fuerzas de friccin en fluidos Justiniano Cancha Reynaldo

    20Error porcentual:

    Viscosidad del aceite: Esfera 3

    CALCULO DE ERRORES (ESFERA 3)

    Error absoluto:

    |

    | |

    | |

    |

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    21

    Error porcentual:

    Viscosidad del aceite: Esfera 4

    CALCULO DE ERRORES (ESFERA 4)

    Error absoluto:

    | | |

    | |

    |

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    Fuerzas de friccin en fluidos Justiniano Cancha Reynaldo

    22

    Error porcentual:

    6.2. Defina la expresin velocidad lmite de la manera en que se aplica a un viscosmetro de bola

    La velocidad lmite es aquella velocidad de una esfera en un fluido luego de que esta

    empieza a acelerar por la accin de su peso y el empuje, el aumento de velocidad produce

    un incremento de la resistencia debido a la viscosidad, hasta alcanzar un valor quecompense el empuje hacia abajo. A partir de este momento, la esfera se mueve con una

    velocidad constante, llamada velocidad lmite.

    6.3. Qu importancia tiene la viscosidad en los fluidos utilizados como lubricantes en lasmquinas?

    La viscosidad en fluidos utilizados como lubricantes no solamente disminuye el rozamiento

    entre los materiales, sino que tambin desempean otras importantes misiones para asegurar

    un correcto funcionamiento de la maquinaria, mantenindola en condiciones operativas

    durante mucho tiempo. Entre estas otras funciones, cabe destacar las siguientes:

    Ahorrar energa, evitando que se pierda en rozamientos intiles que se oponen al

    movimiento y generan calor Refrigerante

    Eliminador de impurezas

    Sellante

    Anticorrosivo y anti desgaste

    Transmisor de energa

    Evitar el desgaste por frotamiento

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    Fuerzas de friccin en fluidos Justiniano Cancha Reynaldo

    236.4. Qu importancia tiene en su criterio la viscosidad de un fluido en un proceso industrial?

    La importancia de la viscosidad de un fluido en un proceso industrial es reducir el trabajo

    por rozamiento entre piezas y mecanismos en movimiento. En general aumentar el

    rendimiento de la mquina, reduciendo los efectos adversos de la maquina.

    6.5. Cules son las posibles fuentes de error?

    Intervencin de la temperatura, presin y corrientes de aire.

    Medir la deformacin del resorte aun cuando este no est en equilibrio.

    Al momento de tomar el tiempo con el cronometro, error al inicio y al final.

    La lectura de medidas de cada integrante con la regla graduada.

    Haber apuntado los datos incorrectamente.

    El resorte haya estado deformado permanentemente antes de hacer los experimentos.

    Al momento de pesar la masa del aluminio la balanza haya estado descalibrada.

    Haber fallado en las lecturas con el micrmetro y el vernier.

    Errores del ojo humano al momento de ver las esferas pasar por los puntos de inicio y

    final.

    6.6. Qu otros mtodos propondra utilizar para medir el coeficiente de viscosidad de loslquidos?. Describa detalladamente cada uno de ellos.

    VISCOSMETRO DE OSTWALD

    El mtodo ms sencillo para medir viscosidades es mediante un viscosmetro de Ostwald

    (vase figura). En este tipo de viscosmetros, se determina la viscosidad de un lquido

    midiendo el tiempo de flujo de un volumen dado V del lquido en un tubo capilar bajo la

    influencia de la gravedad. Para un fluido virtualmente incompresible, como un lquido, este

    flujo est gobernado por la ley de Poiseuille de la forma:

    Donde dV/dtes la velocidad de flujo del lquido a lo

    largo de un tubo cilndrico de radio r y de longitudL, y

    (p1 - p2) es la diferencia de presiones entre los dos

    extremos del tubo. Dado que (p1 - p2) es proporcional

    a la densidad del lquido en estudio, se puede

    demostrar que para un volumen total dado de un

    lquido:

    Donde t es el tiempo en que el menisco superior cae de la marca superior del viscosmetro a

    la inferior (de A a B) y K es una constante del aparato que debe determinarse por

    calibracin con un lquido de viscosidad conocida (por ejemplo, agua).

  • 8/13/2019 Informe v. Fuerzas de Friccion en Fluidos

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    Fuerzas de friccin en fluidos Justiniano Cancha Reynaldo

    246.7. Qu significa grados de viscosidad SAE, que se ha desarrollado para la valoracin en

    aceites de motor y lubricantes?

    Los aceites y lubricantes estn agrupados en grados de viscosidad de acuerdo con la

    clasificacin establecida por la SAE (Society of Automotive Engineers). Esta clasificacin

    permite establecer con claridad y sencillez la viscosidad de los aceites, representando cadanmero SAE un rango de viscosidad expresada en cSt(centi-Stokes) y medida a 100C, y

    tambin a bajas temperaturas(debajo de 0C) para los grados W(Winter).

    VII. CONCLUSIONES

    El experimento masa resorte nos permite hallar la constante elstica del resorte.

    Se hall la densidad del aluminio, y fluidos como el aceite.

    Aplicando el principio de Arqumedes, fuerza de rozamiento y la ley de Stokes se hall

    experimentalmente la viscosidad del aceite.

    VIII. RECOMENDACIONES

    8.1.Asegrese que las deformaciones del resorte estn dentro del rango elstico.8.2.Minimice las deformaciones abruptas de los resortes porque pueden producir deformaciones

    permanentes.

    8.3.Para extraer las esferillas con el imn hgalo con sumo cuidando evitando de este modo romperla probeta calibrada

    8.4.Para hacer las mediciones de deformaciones asegrese que el resorte est completamente enequilibrio esttico.

    IX. REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

    1. George J. Binczewski (1995). The Point of a Monument: A History of the Aluminum Cap of

    the Washington Monument.JOM47(11): pp. 20- 25.

    2. IUPAC (en ingls) Pgina web de International Union of Pure and Applied Chemistry

    3. William F. Smith (1998).Fundamentos de la Ciencia e Ingeniera de Materiales. Madrid:

    Editorial Mc Graw Hill.ISBN 84-481-1429-9.

    4. Varios autores (1984.Enciclopedia de Ciencia y Tcnica. Salvat Editores S.A.ISBN 84-345-

    4490-3.

    5. Prensas hidrulicas Fluidica.com [6-4-2008]

    6. Propiedades fsicas del cobre(en ingls), en WebElements.com

    7.

    F. Burriel Mart, F. Lucena Conde, S. Arribas Jimeno, J. Hernndez Mndez (2006).Qumica analtica de los cationes: Plomo. Qumica analtica cualitativa(18 edicin

    edicin). Thomson. pp. 426-435.ISBN84-9732-140-5.

    8. GOLDEMBERG, J Fsica General y experimental Vol I. Edit. Interamericana S.A.

    Mxico 1972

    9. MEINERS, H., EPPENSTEIN, W., MOORE, KExperimento de Fsica Edit. Limusa.

    Mxico 1970

    http://www.tms.org/pubs/journals/JOM/9511/Binczewski-9511.htmlhttp://www.tms.org/pubs/journals/JOM/9511/Binczewski-9511.htmlhttp://www.iupac.org/index_to.htmlhttp://es.wikipedia.org/wiki/Especial:FuentesDeLibros/8448114299http://es.wikipedia.org/wiki/Especial:FuentesDeLibros/8434544903http://es.wikipedia.org/wiki/Especial:FuentesDeLibros/8434544903http://www.webelements.com/copper/physics.htmlhttp://www.webelements.com/copper/physics.htmlhttp://es.wikipedia.org/wiki/ISBNhttp://es.wikipedia.org/wiki/Especial:FuentesDeLibros/84-9732-140-5http://es.wikipedia.org/wiki/Especial:FuentesDeLibros/84-9732-140-5http://es.wikipedia.org/wiki/ISBNhttp://www.webelements.com/copper/physics.htmlhttp://es.wikipedia.org/wiki/Especial:FuentesDeLibros/8434544903http://es.wikipedia.org/wiki/Especial:FuentesDeLibros/8434544903http://es.wikipedia.org/wiki/Especial:FuentesDeLibros/8448114299http://www.iupac.org/index_to.htmlhttp://www.tms.org/pubs/journals/JOM/9511/Binczewski-9511.htmlhttp://www.tms.org/pubs/journals/JOM/9511/Binczewski-9511.html