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CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE SÃO VICENTE DO SUL
ROTEIRO DA ATIVIDADE – AQUISIÇÃO AUTOMÁTICA DE DADOS
REOMETRIA DE FLUIDOS NEWTONIANOS
PROFESSOR: RAFHAEL BRUM WERLANG
ALUNO 1: _____________________________________________________________
ALUNO 2: _____________________________________________________________
ALUNO 3: _____________________________________________________________
DATA: ___ /___/2007
ROTEIRO
i) Conecte o equipamento na saída DB15 do computador;
ii) instale o software Aqdados♣;
iii) tecle no ícone do Aqdados. Veja a figura 1;
FIGURA1: ícone do software Aqdados 2.0.
iv) será aberta uma janela. Marque a saída Digital1. Veja a figura 2;
FIGURA 2: tela do software aqdados 2.0.
v) a porta lógica deverá estar marcando o estado “1”, pois a luz infravermelha está atingindo o
fotorreceptor. Para testar o equipamento, você pode interromper a luz infravermelha com o dedo,
colocando a porta no estado lógico “0”;
Desenvolvido por SILVA, L. F., FIGUEIRA. J. S., e disponíveis na rede mundial de computadores no endereço
<www.if.ufrgs.br/cref/ntef/software/ives.html>.
♣
1
vi) diminua o Número de medidas para 500;
vii) coloque água no tubo de vidro;
viii) aperte o botão Coletar;
ix) solte a esfera. A esfera deverá ser abandonada bem no centro do tubo de vidro, para evitar
efeitos de borda. Ao interromper a luz infravermelha, mudará o estado lógico da porta e teremos o
tempo de interrupção;
x) será solicitado um nome para uma tabela que conterá os dados. Dê um nome para essa
tabela e pressione o botão Salvar. Veja a figura 3;
FIGURA 3: janela para salvar a tabela com os tempos da medida.
xi) abra a tabela em uma planilha de cálculo, que pode ser no software Microsoft Excel. Veja
a figura 4;
FIGURA 4: planilha com os tempos da medida.
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xii) observe a figura 4: no canto superior direito, o DELTA t (s) representa o intervalo de
tempo de cada medida; na coluna mais à esquerda, podemos observar os números das medidas;
entre as medidas 4 e 9, a luz infravermelho foi interrompida, indicando o estado “0”. Para
calcularmos o tempo de interrupção, multiplique o DELTA t pelo número de medidas em que a
luz ficou interrompida. No exemplo da figura 4, o DELTA t é 0,002 s e o número de medidas em
que a luz ficou interrompida é 6, portanto o tempo total é 0,012 s;
xiii) sabendo-se o diâmetro da esfera, podemos calcular a velocidade da esfera dividindo o
diâmetro da esfera pelo tempo em que a luz infravermelha ficou interrompida;
xiv) observe na planilha que existem dois intervalos com estado lógico “0”. Podemos então
calcular a velocidade da esfera no fluido viscoso para os dois sensores. A velocidade deve ser a
mesma, caso a esfera já tenha atingido a velocidade terminal (velocidade constante);
xv) repita o procedimento cinco vezes, colocando os dados na tabela 1. Não se esqueça de
medir a temperatura do fluido;
xvi) repita o procedimento para a glicerina e para o óleo;
TABELA 1: resultados obtidos no procedimento experimental.
Água
Número de
DELTA t (s)
medidas – Estado
lógico “0”
Temperatura:_____ºC
Velocidade no
Velocidade no
sensor 1 (m/s)
sensor 2 (m/s)
Viscosidade
Média aritmética dos valores das viscosidades
Glicerina
Número de
DELTA t (s)
medidas – Estado
lógico “0”
Temperatura:______ ºC
Velocidade no
Velocidade no
sensor 1 (m/s)
sensor 2 (m/s)
Viscosidade
Média aritmética dos valores das viscosidades
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Óleo
Número de
DELTA t (s)
medidas – Estado
lógico “0”
Temperatura:______ºC
Velocidade no
Velocidade no
sensor 1 (m/s)
sensor 2 (m/s)
Viscosidade
Média aritmética dos valores das viscosidades
xvii) compare os valores obtidos para a viscosidade com os valores da tabela 1 do módulo 1.
Caso os valores divirjam dos valores tabelados, justifique essa diferença.
Dicas para o cálculo da viscosidade:
•
meça o diâmetro da esfera com um paquímetro;
•
4

calcule o volume da esfera  π ( R) 3  ;
3


•
quando a esfera atinge a velocidade constante, a força resultante que atua na esfera é
nula. Veja as forças que atuam na esfera na figura 5. E (empuxo), FR (força resistiva)
e P (peso);
E
Fr
P = mg
FIGURA 5: forças que atuam na esfera após a esfera atingir a velocidade constante.
4
•
a lei de Stokes afirma que o módulo da força de freamento é: FR=6πη
πηrV
πη onde η é o
coeficiente de viscosidade, V é o módulo da velocidade e r é o raio da esfera.
•
como a esfera desce com um velocidade constante, sabemos pela segunda que a força
resultante sobre a esfera deve ser nula. Portanto os módulos do peso (P), do empuxo
(E) e da força de freamento (FR) devem satisfazer a seguinte condição: P = FR + E
•
sabemos que o módulo do peso é o produto da massa da esfera mesf pela intensidade do
campo gravitacional g e que o empuxo é o produto da densidade do liquido ρL pelo
volume da esfera Vesf e pela intensidade do campo gravitacional.
Portanto
•
Como a massa da esfera é o produto da densidade da esfera ρesf pelo seu volume Vesf,
e o volume da esfera é
onde r é o raio da esfera, decorre que
•
Finalmente da expressão anterior obtém-se para a viscosidade o seguinte resultado
•
você precisa pesquisar a massa específica dos fluidos e da esfera (aço) utilizados no
procedimento para utilizar na expressão obtida a fim de calcular a viscosidade.
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