Last updated: Apr 13, 2024

Calculadora da Lei de Stokes

Q: Qual é a velocidade terminal de uma esfera de alumínio de 1 cm em óleo?

A velocidade terminal de uma esfera com diâmetro de 1 cm em óleo, calculada a partir da lei de Stokes, é de 0,27 m/s . Para obter esse resultado, siga os passos a seguir: Calcule a diferença entre as densidades do alumínio e do óleo : ρp - ρm = 2710 - 850 kg/m³ =1860 kg/m³ Calcule o produto g ⋅ d² , onde g = 9,81 m/s² : g ⋅ d² = 9,81 m/s² ⋅ 0,01² m² = 0,000981 m³/s² Divida o produto dos resultados dos pontos 1 e 2 por 18 ⋅ μ , com μ = 0,38 Pa⋅s : v = 0,000981 ⋅ 1860/(18 ⋅ 0,38) = 0,27 m/s Read more

Q: O que é a viscosidade dinâmica de um fluido?

A viscosidade dinâmica de um fluido é uma quantidade que mede a resistência intrínseca de um fluido ao movimento . Quanto maior a viscosidade dinâmica, mais difícil será para o fluido se mover ou para um corpo se mover no fluido. Também conhecida como viscosidade absoluta , esta quantidade nos informa a força necessária para mover um fluido em uma determinada taxa. Se estivermos interessados na reação de um fluido a uma força, a viscosidade cinemática (a razão entre a viscosidade dinâmica e a densidade do fluido ) é mais apropriada. Read more

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Definição de viscosidade Equação da velocidade terminal FAQs

A calculadora da lei de Stokes é uma ferramenta Omni para analisar o movimento de uma partícula esférica em um viscosímetro. Esse dispositivo, consiste em um tubo vertical cheio de líquido viscoso. Quando uma esfera cai no interior do tubo, ela estará sujeita a uma força de arrasto resultante da resistência do fluido ao seu movimento de queda. Se você medir a velocidade que ela tem na extremidade do tubo, poderá calcular a viscosidade do fluido.

Neste artigo, você aprenderá como usar a equação da velocidade terminal para determinar a viscosidade, e também a definição de viscosidade.

Definição de viscosidade

A viscosidade de um fluido (gás ou líquido) descreve sua resistência a tensões de cisalhamento. Por exemplo, o mel, que é mais "espesso" que a água, tem uma viscosidade muito maior e, portanto, é mais resistente a tensões de cisalhamento. As unidades de viscosidade são pascal vezes segundo (Pa·s).

Se você quiser visualizar como a viscosidade afeta um líquido, considere um fluxo de água e mel descendo uma superfície. Como a água tem baixa viscosidade, ela se moverá mais rapidamente. O mel, por outro lado, fluirá muito lentamente, justamente devido a sua viscosidade.

🔎 Aprenda ainda mais sobre a viscosidade da água acessando nossa calculadora da viscosidade da água.

Equação da velocidade terminal

Linhas de fluxo de fluido passando por uma partícula em queda livre em velocidade terminal — Linhas de fluxo de fluido passando por uma partícula em queda livre, quando a força de arrasto F_d é igual à força da gravidade F_g. (Crédito: via Wikimedia Commons/CC BY-SA)

Em nossa calculadora da lei de Stokes, você encontra a velocidade terminal de uma partícula em um viscosímetro que contém um fluido viscoso, utilizando a seguinte equação:

v = g \cdot d^2 \cdot \frac{(\rho_\text{p} - \rho_\text{m})}{18\cdot\mu}

onde:

$v$ : velocidade terminal de uma partícula esférica;
$g$ : aceleração gravitacional, para a Terra, igual a 9,80665 m/s²;
$d$ : diâmetro da partícula;
$\rho_\text{p}$ : densidade da partícula;
$\rho_\text{m}$ : densidade do fluido; e
$\mu$ : viscosidade dinâmica do fluido.

Você pode usar a calculadora de velocidade terminal 🇺🇸 da Omni para encontrar qualquer um desses valores. Caso você queira determinar a viscosidade, basta entrar com todos os outros dados em seus respectivos campos e você receberá a resposta! Se precisar de ajuda para determinar a densidade do material e do fluido, acesse a calculadora de densidade.

🙋 Amplie seus conhecimentos sobre viscosidade aprendendo a converter a viscosidade dinâmica (em stokes) em viscosidade cinemática (em poise) e vice-versa com o nosso conversor de poise para stokes 🇺🇸. Você também pode verificar a nossa calculadora da viscosidade cinemática do ar 🇺🇸 se este tópico for do seu interesse.

FAQs

O que é a lei de Stokes?

A lei de Stokes é uma fórmula dinâmica que descreve a mudança no movimento de objetos que se movem em um fluido. Em sua formulação original, a lei de Stokes tem como proposta determinar a força total agindo em uma esfera em queda. Ela também é usada para determinar a viscosidade de um fluido, a partir de medidas da velocidade terminal de um objeto em queda livre.

Como calcular a lei de Stokes?

Para calcular a lei de Stokes para a velocidade terminal de uma esfera em queda, use a seguinte fórmula:

v = g ⋅ d² ⋅ (ρp - ρm)/(18 ⋅ μ)

onde:

v: velocidade terminal;
g: aceleração devido à gravidade;
d: diâmetro da esfera;
μ: viscosidade dinâmica do fluido; e
ρp e ρm: densidade da partícula (esfera) e a densidade do meio, respectivamente.

Qual é a velocidade terminal de uma esfera de alumínio de 1 cm em óleo?

A velocidade terminal de uma esfera com diâmetro de 1 cm em óleo, calculada a partir da lei de Stokes, é de 0,27 m/s.

Para obter esse resultado, siga os passos a seguir:

Calcule a diferença entre as densidades do alumínio e do óleo:

ρp - ρm = 2710 - 850 kg/m³ =1860 kg/m³
Calcule o produto g ⋅ d², onde g = 9,81 m/s²:

g ⋅ d² = 9,81 m/s² ⋅ 0,01² m² = 0,000981 m³/s²
Divida o produto dos resultados dos pontos 1 e 2 por 18 ⋅ μ, com μ = 0,38 Pa⋅s:

v = 0,000981 ⋅ 1860/(18 ⋅ 0,38) = 0,27 m/s

O que é a viscosidade dinâmica de um fluido?

A viscosidade dinâmica de um fluido é uma quantidade que mede a resistência intrínseca de um fluido ao movimento. Quanto maior a viscosidade dinâmica, mais difícil será para o fluido se mover ou para um corpo se mover no fluido. Também conhecida como viscosidade absoluta, esta quantidade nos informa a força necessária para mover um fluido em uma determinada taxa. Se estivermos interessados na reação de um fluido a uma força, a viscosidade cinemática (a razão entre a viscosidade dinâmica e a densidade do fluido) é mais apropriada.