4 - VISCOSÍMETRO DE STOKES

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DETERMINAÇÃO DA VISCOSIDADE 
DE FLUIDOS
Apresentação
1. OBJETIVO
Este laboratório virtual realiza um estudo sobre a viscosidade, uma propriedade dos fluidos de 
grande importância para diversos setores da engenharia e indústria. A análise e manipulação da 
viscosidade dos fluidos possibilita a criação produtos que atendem às necessidades do mercado. O 
viscosímetro de Stokes é um dos métodos para encontrar a viscosidade de fluidos, possibilitando a 
realização de diversas medidas e cálculos que reforçam os conceitos teóricos aprendidos na sala de 
aula. Como parte das atividades deste laboratório, você irá realizar a análise do deslocamento de 
esferas metálicas com diferentes diâmetros, quando imersas em fluidos com viscosidades distintas.
 
Ao final deste experimento, você deverá ser capaz de:
diferenciar e encontrar a viscosidade dinâmica e a viscosidade cinemática de diferentes 
fluidos;
•
determinar a velocidade terminal das esferas em queda livre nos fluidos;•
identificar as forças que atuam sobre um corpo em queda livre que se encontra imerso em um 
fluido;
•
analisar um determinado sistema e identificar se a lei de Stokes pode ser utilizada para estimar 
a viscosidade do fluido.
•
 
2. ONDE UTILIZAR ESSES CONCEITOS?
A viscosidade é uma das propriedades dos fluidos que possui uma ampla aplicabilidade na indústria. 
Os óleos lubrificantes utilizados em máquinas e motores por todo o mundo utilizam compostos que 
foram desenvolvidos de modo que sua viscosidade varia com a temperatura numa faixa 
determinada, otimizando a operação desses equipamentos. Na indústria farmacêutica existem 
diversos processos de produção que utilizam a viscosidade como parâmetro na determinação do 
grau de pureza de alguns insumos e controle de qualidade dos produtos. Outro exemplo pode ser 
visto na indústria de cosméticos, onde a viscosidade é previamente estabelecida para que a fixação 
e forma de aplicação dos produtos agrade os clientes. Também é possível explorar como o 
escoamento ocorre em torno de corpos imersos, com diversas aplicações em áreas como: 
aerodinâmica (aviões, foguetes, projéteis), hidrodinâmica (navios, submarinos, torpedos) e 
engenharia eólica (edifícios, pontes, torres de transmissão, turbinas eólicas).
 
3. O EXPERIMENTO
Neste laboratório virtual você seguirá as instruções contidas no roteiro, possibilitando que sejam 
obtidos os tempos de queda livre de esferas com diâmetros distintos nos fluidos e, com isso, 
encontrar a viscosidade dos fluidos de forma experimental, podendo realizar uma comparação com 
os valores teóricos. É essencial, para o funcionamento adequado do experimento e correta 
aquisição de dados, que as instruções contidas no roteiro sejam rigorosamente seguidas.
 
4. SEGURANÇA
Para a realização deste experimento não são necessários equipamentos de proteção individual. 
Porém para que não haja contaminação dos fluidos utilizados, os tubos com fluidos que não 
estiverem em utilização devem permanecer fechados, evitando que as amostras dos fluidos possam 
ser contaminadas. Além disso, as esferas devem ser higienizadas antes de cada utilização.
 
5. CENÁRIO
A bancada didática de viscosímetro de Stokes é composta por três tubos de acrílico com escalas 
graduadas em milímetros, cada um deles contendo um determinado fluido. Também serão 
disponibilizadas esferas metálicas de diferentes diâmetros, equipamentos para a manipulação das 
esferas e um cronômetro. 
 
Tubos de acrílico: Cada tubo é feito de acrílico cristal e possui uma escala de 0 a 900 mm para 
auxiliar nas medições. Uma tampa é disponibilizada para cada um deles, com o objetivo de evitar a 
contaminação dos fluidos. Uma estrutura de suporte fornece apoio aos tubos e garante a 
estabilidade do sistema. 
 
Esferas metálicas: Conjunto de esferas compostas por um material com densidade conhecida e que 
são utilizadas como corpo prova no experimento. As esferas serão abandonadas do repouso, 
descrevendo o movimento de queda livre enquanto escoam nos fluidos considerados. 
 
Imã de Neodímio: São utilizados para retirar as esferas metálicas do fundo dos tubos de acrílico, 
permitindo que elas sejam removidas ocasionando o mínimo de contato com o fluido. 
 
Cronômetro: Uma ferramenta utilizada realizar a contagem de tempo de acordo com o comando 
fornecido pelo seu usuário.
Bons estudos.
Sumário teórico
Acesse o sumário:
 
 
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LABORATÓRIO DE ENGENHARIA 
VISCOSÍMETRO DE STOKES 
 
VISCOSÍMETRO DE STOKES 
 
 
Ao realizar o estudo de fluidos, características como temperatura e pressão, 
devem ser levadas em conta para compreender o comportamento mecânico desse 
fluido. Outra propriedade importante para o entendimento da mecânica dos fluidos é a 
viscosidade. 
A viscosidade pode ser considerada uma grandeza que define o quanto um fluido 
resiste ao escoamento. Em outras palavras, ela determina o quanto um determinado 
fluido é deformado quando sobre ele é aplicada uma tensão de cisalhamento. Quando 
a viscosidade de um fluido é constante para diferentes tensões de cisalhamento e seu 
valor não varia durante o tempo, o material em questão pode ser chamado de fluido 
newtoniano. Esta nomenclatura é devida a lei de Newton da viscosidade, que pode ser 
observada na equação 1. 
 𝜏 = 𝜇
𝛿𝑢
𝛿𝑦
 (1) 
Onde: 
𝜏 é a tensão de cisalhamento, dada em 𝑁 𝑚2⁄ . 
𝜇 é o coeficiente de viscosidade, também conhecido como viscosidade dinâmica ou 
viscosidade absoluta. As principais unidades utilizadas para apresentar essa grandeza 
são: 𝑘𝑔 𝑚 · 𝑠⁄ , 𝑁𝑠 𝑚2⁄ ou 𝑃𝑎 · 𝑠. 
𝛿𝑢
𝛿𝑦
 é o gradiente da velocidade, encontrado ao derivar o perfil da velocidade em função 
de y. 
A viscosidade absoluta dos fluidos (líquidos ou gasosos) pode ser observada ao 
consideramos que andar através do ar é uma tarefa fácil quando comparada com a tarefa 
de andar imerso na água por exemplo. Isso é devido a viscosidade da água ser 55 vezes 
maior do que a do ar. Quando um óleo do tipo SAE 30 é analisado, que é 300 vezes mais 
 
 
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viscoso que a água, e a glicerina que é 5 vezes mais viscosa que o óleo SAE 30, é possível 
começar a observar a ampla gama de viscosidades que os fluidos podem possuir. 
Existem algumas grandezas que influenciam a viscosidade de um componente, 
como a pressão e a temperatura. A pressão possui uma influência que, na maioria dos 
casos, pode ser desprezada. Utilizando a viscosidade do ar como exemplo, um aumento 
de 1 para 50 atm na pressão do ar vai ocasionar um aumento na viscosidade do ar em 
apenas 10%. 
 
 
Já a temperatura possui uma influência considerável na viscosidade de um fluido, 
de forma geral, como pode ser observado na figura 1, com o aumento da temperatura 
os líquidos possuem a tendência de reduzir sua viscosidade, aumentando sua fluidez, 
como pode ser observado no comportamento da água, glicerina e outros líquidos. Em 
relação aos gases é possível observar que ocorre um aumento discreto na viscosidade 
absoluta com o aumento da temperatura. 
Figura 1 – Relação entre viscosidade absoluta e temperatura para diversos fluidos 
 
 
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Em diversas aplicações na mecânica dos fluidos e na transferência de calor, é 
utilizada a razão entre a viscosidade absoluta e a densidade do componente, que é 
conhecida como viscosidade cinemática. A equação 2 apresenta como esta grandeza é 
encontrada. 
 
 
Onde a densidade é dada em 𝑘𝑔 𝑚3⁄ e a unidade da viscosidade cinemática é o 
υ queé dado em 𝑚2 𝑠⁄ . Em diversas literaturas também é utilizado o stoke (1 stoke = 1 
𝑐𝑚2 𝑠⁄ = 0,00001 𝑚2 𝑠⁄ ). A tabela 1 exibe alguns dados de viscosidade de diferentes 
fluidos. 
 
Tabela 1 – Viscosidade dinâmica e cinemática de oito fluidos a 1 atm e 20 °C. 
 
1. NÚMERO DE REYNOLDS 
 
Quando um meio flui em torno de um objeto, como é o caso dos experimentos 
deste laboratório virtual, onde uma esfera cai em queda livre através de um fluido, é 
importante determinar como ocorre o escoamento do fluido em torno do objeto. Esse 
escoamento pode ser classificado como laminar ou turbulento. 
No escoamento laminar, as linhas de corrente individuais não são interrompidas 
e flui em torno do objeto. No caso de um escoamento turbulento, as linhas de corrente 
são interrompidas e redemoinhos são gerados, esse fenômeno produz considerável 
resistência de atrito. 
 𝜐 =
𝜇
𝜌
 (2) 
 
 
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O comportamento referido anteriormente pode ser observado na figura 2. 
 
 
Figura 2 – Comportamento das linhas de corrente em torno de um objeto. 
 
O número de Reynolds (𝑅𝑒) é um valor adimensional que pode ser utilizado 
para estimar o tipo de escoamento em determinadas condições. Ele pode ser 
encontrado através da equação 3. 
 𝑅𝑒 =
𝑉.𝑑
𝜐
 (3) 
Onde: 
𝑉 é a velocidade do escoamento (m/s); 
𝑑 é o diâmetro da esfera (m); 
𝜐 é a viscosidade cinemática do fluido (m²/s); 
 
Para Número de Reynolds acima do valor crítico 𝑅𝑒 ≌ 2300, o escoamento 
passa a ser turbulento e abaixo dele, o escoamento é laminar. 
 
 
 
 
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2. FORÇA DE ARRASTO 
 
Quando um objetivo entra em queda livre através de um fluido, uma força de 
arrasto (𝐹𝑑) atua no objeto, devido à viscosidade do meio. O sentido da força é sempre 
oposto à do escoamento e seu módulo pode ser obtido pela equação 4. 
 
 𝐹𝑑 =
𝜌
2
. 𝑉2. 𝐴. 𝑐𝑑 (4) 
Onde: 
𝜌 é a densidade do fluido (kg/m3); 
𝑉é a velocidade do escoamento(m/s); 
𝐴 é a máxima seção transversal do objeto (m²); 
𝑐𝑑 é o coeficiente de atrito, relacionado à forma do objeto. 
 
O coeficiente de atrito é adimensional. Para uma esfera, seu valor é de 
aproximadamente 0,4. A equação 4 só se aplica para escoamentos laminares. No 
entanto, ela pode ser usada com boa aproximação para escoamentos pouco 
turbulentos. 
 
3. LEI DE STOKES 
 
 
Figura 3 – Forças atuantes na esfera. 
 
 
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Ao analisar uma esfera que se encontra, imersa em um fluido newtoniano e em 
queda livre, como é representada na figura 3, existe um momento no qual a velocidade 
de queda se torna constante, também conhecida como velocidade terminal. Nesta 
condição o equilíbrio das forças é dado por: 
Onde: 
𝑃 é a força peso da esfera (𝑘𝑔 · 𝑚 𝑠2⁄ ). 
𝐹𝑑 é a força de arrasto sobre a esfera (𝑘𝑔 · 𝑚 𝑠
2⁄ ). 
𝐸 é o empuxo sobre a esfera (𝑘𝑔 · 𝑚 𝑠2⁄ ). 
 
O matemático e físico irlândes, George Gabriel Stokes, resolveu as equações de 
Navier-Stokes para este caso específico, onde uma esfera que se encontra em 
velocidade terminal e possui número de Reynolds bastante baixo (𝑅𝑒 ≤ 1), 
encontrando de forma analítica que a força de arraste é dada pela equação 5. Essa 
equação também é conhecida como Lei de Stokes. 
 
 𝐹𝑑 = 6𝜋𝜇𝑉𝑟 (5) 
Onde: 
𝐹𝑑 é a força de arrasto sobre a esfera (𝑘𝑔 · 𝑚 𝑠⁄
2
). 
𝜇 é a viscosidade dinâmica (𝑘𝑔 𝑚 · 𝑠⁄ ). 
𝑉 é a velocidade do escoamento (m/s). 
𝑟 é o raio da esfera (m). 
 
 
 
 
 𝑃 = 𝐹𝑑 + 𝐸 (4) 
 
 
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A equação (5) pode ser substituída na equação (4) obtendo a seguinte expressão, 
onde 𝑔 é a gravidade, 𝜌𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜 é a densidade do fluido e 𝜌𝑒𝑠𝑓𝑒𝑟𝑎 é a densidade da esfera, 
ambos em 𝑘𝑔 𝑚3⁄ . 
𝑃 = 𝐹𝑑 + 𝐸 ∴ 𝜌𝑒𝑠𝑓𝑒𝑟𝑎
4
3
𝜋𝑟3𝑔 = 6𝜋𝜇𝑉𝑟 + 𝜌𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜
4
3
𝜋𝑟3𝑔 
𝜌𝑒𝑠𝑓𝑒𝑟𝑎
4
3
𝜋𝑅3𝑔 − 𝜌𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜
4
3
𝜋𝑅3𝑔 = 6𝜋𝜇𝑉𝑟 
4
3
𝜋𝑟3𝑔(𝜌𝑒𝑠𝑓𝑒𝑟𝑎 − 𝜌𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜) = 6𝜋𝜇𝑉𝑟 
𝜇 =
4
3 𝜋𝑟
3𝑔(𝜌𝑒𝑠𝑓𝑒𝑟𝑎 − 𝜌𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜)
6𝜋𝑉𝑟
 
 𝜇 =
2𝑟2𝑔(𝜌𝑒𝑠𝑓𝑒𝑟𝑎 − 𝜌𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜)
9𝑉
 (6) 
 
 Em relação a velocidade do escoamento (V), são necessárias que algumas 
considerações sejam realizadas. Devido ao fato das dimensões transversais do tubo que 
contém o fluido não serem infinitas, a velocidade será afetada. Para que seja aplicada 
uma correção adequada, deve ser utilizada a correção de Ladenburg, que apresenta 
resultados satisfatórios quando r/R < 0,2 e r<<H onde: H é a altura da coluna do fluido, 
r é o raio da esfera utilizada e R é o raio interno do tubo de acrílico em metros. 
 
 𝜆1 = 1 + 2,4 × (𝑟 𝑅⁄ ) (7) 
 
Esta correção deve ser multiplicada pela velocidade V, obtendo a velocidade 
corrigida. 
 𝑉𝑐𝑜𝑟𝑟 = [1 + 2,4 × (𝑟 𝑅⁄ )] × 𝑉 (8) 
 
 
 
 
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Substituindo a velocidade corrigida exibida na equação 8, na equação 6, 
obtemos: 
 
𝜇 =
2𝑟2𝑔(𝜌𝑒𝑠𝑓𝑒𝑟𝑎 − 𝜌𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜)
9[1 + 2,4(𝑟 𝑅⁄ )]𝑉
 (9) 
 
Com isso, para sistemas que atendem as condições anteriormente apresentadas, 
é possível encontrar a viscosidade dinâmica. 
 
 
Roteiro
Acesse o roteiro:
 
 
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INSTRUÇÕES GERAIS 
 
 
 
1. Nesta prática, você analisará a manipulará a viscosidade dos fluidos, utilizando o 
método viscosímetro de Stokes. 
 
2. Utilize a seção “Recomendações de Acesso” para melhor aproveitamento da 
experiência virtual e para respostas às perguntas frequentes a respeito do 
VirtuaLab. 
 
3. Caso não saiba como manipular o Laboratório Virtual, utilize o “Tutorial 
VirtuaLab” presente neste Roteiro. 
 
4. Caso já possua familiaridade com o Laboratório Virtual, você encontrará as 
instruções para realização desta prática na subseção “Procedimentos”. 
 
5. Ao finalizar o experimento, responda aos questionamentos da seção “Avaliação 
de Resultados”. 
 
 
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RECOMENDAÇÕES DE ACESSO 
 
PARA ACESSAR O VIRTUALAB 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. Caso utilize o Windows 10, dê preferência ao navegador Google Chrome; 
2. Caso utilize o Windows 7, dê preferência ao navegador Mozilla Firefox; 
3. Feche outros programas que podem sobrecarregar o seu computador; 
4. Verifique se o seu navegador está atualizado; 
5. Realize teste de velocidade da internet. 
 
Na página a seguir, apresentamos as duas principais dúvidas na utilização dos 
Laboratórios Virtuais. Caso elas não se apliquem ao seu problema, consulte a nossa seção 
de “Perguntas Frequentes”, disponível em: https://algetec.movidesk.com/kb/pt-br/ 
Neste mesmo link, você poderá usar o chat ou abrir um chamado para o contato com 
nossa central de suporte. Se preferir, utilize os QR CODEs paraum contato direto por 
Whatsapp (8h às 18h) ou para direcionamento para a central de suporte. Conte conosco! 
ATENÇÃO: 
O LABORATÓRIO VIRTUAL DEVE SER ACESSADO POR COMPUTADOR. ELE NÃO DEVE SER 
ACESSADO POR CELULAR OU TABLET. 
O REQUISITO MÍNIMO PARA O SEU COMPUTADOR É UMA MEMÓRIA RAM DE 4 GB. 
SEU PRIMEIRO ACESSO SERÁ UM POUCO MAIS LENTO, POIS ALGUNS PLUGINS SÃO 
BUSCADOS NO SEU NAVEGADOR. A PARTIR DO SEGUNDO ACESSO, A VELOCIDADE DE 
ABERTURA DOS EXPERIMENTOS SERÁ MAIS RÁPIDA. 
 
 
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PERGUNTAS FREQUENTES 
 
 
1) O laboratório virtual está lento, o que devo fazer? 
 
a) No Google Chrome, clique em “Configurações” -> “Avançado” -> “Sistema” -> 
“Utilizar aceleração de hardware sempre que estiver disponível”. Habilite a 
opção e reinicie o navegador. 
 
b) Verifique as configurações do driver de vídeo ou equivalente. Na área de 
trabalho, clique com o botão direito do mouse. Escolha “Configurações 
gráficas” e procure pela configuração de performance. Escolha a opção de 
máximo desempenho. 
Obs.: Os atalhos e procedimentos podem variar de acordo com o driver de 
vídeo instalado na máquina. 
 
c) Feche outros aplicativos e abas que podem sobrecarregar o seu computador. 
 
d) Verifique o uso do disco no Gerenciador de Tarefas (Ctrl + Shift + Esc) -> 
“Detalhes”. Se estiver em 100%, feche outros aplicativos ou reinicie o 
computador. 
 
 
 
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2) O laboratório apresentou tela preta, como proceder? 
 
a) No Google Chrome, clique em “Configurações” -> “Avançado” -> “Sistema” -> 
“Utilizar aceleração de hardware sempre que estiver disponível”. Habilite a 
opção e reinicie o navegador. Caso persista, desative a opção e tente 
novamente. 
 
b) Verifique as configurações do driver de vídeo ou equivalente. Na área de 
trabalho, clique com o botão direito do mouse. Escolha “Configurações 
gráficas” e procure pela configuração de performance. Escolha a opção de 
máximo desempenho. 
Obs.: Os atalhos e procedimentos podem variar de acordo com o driver de 
vídeo instalado na máquina. 
 
c) Verifique se o navegador está atualizado. 
 
 
 
 
 
 
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DESCRIÇÃO DO LABORATÓRIO 
 
 
MATERIAIS NECESSÁRIOS 
 
• Cronômetro; 
• Esferas; 
• Tubos; 
• Água; 
• Óleo; 
• Glicerina. 
 
 
PROCEDIMENTOS 
 
1. COMPREENDENDO O FUNCIONAMENTO DA PRÁTICA 
 
Para dar início ao laboratório virtual de viscosímetro de Stokes, é necessário 
explorar os principais recursos disponíveis. 
 
 
 
 
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2. ENCONTRANDO A VELOCIDADE DE ESCOAMENTO 
 
Para encontrar a velocidade de escoamento das esferas metálicas é necessário que 
sejam feitas diversas medidas do tempo de queda entre dois pontos conhecidos. 
Acione o cronômetro. Em seguida, mova uma das esferas para o tubo que contém 
água. Cronometre o tempo de queda e repita esse procedimento mais três vezes. 
Em seguida, troque a esfera e repita o mesmo procedimento. 
 
Tubo com Água 
Diâmetro 
da Esfera 
Tempo de queda (s) 
Média do Tempo 
de queda (s) 
Distância 
Percorrida (m) 
Velocidade 
Média (m/s) 
10 mm 
8 mm 
6 mm 
5 mm 
Tabela 1 - Dados experimentais da água. 
 
Repita o procedimento nas outras tubulações contendo óleo e glicerina e preencha as 
tabelas abaixo. 
 
Tubo com Óleo 5W20 
Diâmetro 
da Esfera 
Tempo de queda (s) 
Média do Tempo 
de queda (s) 
Distância 
Percorrida (m) 
Velocidade 
Média (m/s) 
10 mm 
8 mm 
6 mm 
5 mm 
Tabela 2 - Dados experimentais do óleo 5W20. 
 
 
 
 
 
 
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Tubo com Glicerina 
Diâmetro 
da Esfera 
Tempo de queda (s) 
Média do Tempo 
de queda (s) 
Distância 
Percorrida (m) 
Velocidade 
Média (m/s) 
10 mm 
8 mm 
6 mm 
5 mm 
Tabela 3 - Dados experimentais da glicerina. 
 
 
 
 
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3. DETERMINANDO A VISCOSIDADE 
 
Para o cálculo da viscosidade dinâmica neste experimento, deve ser utilizada a 
equação 9 do resumo teórico. Todos os dados necessários para aplicar esta equação, 
além daqueles encontrados nas tabelas preenchidas anteriormente, são 
apresentados na lista abaixo: 
• 𝜌𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜 (água) é de 1000 kg/m³; 
• 𝜌𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜 (5w20) é de 852 kg/m³ 𝜌; 
• 𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜 (glicerina) é de 1250 kg/m³; 
• 𝜌𝑒𝑠𝑓𝑒𝑟𝑎 é de 7850 kg/m³; 
• 𝑔 é de 9,81 m/s². 
 
Os valores reais da viscosidade cinemática dos fluidos utilizados neste experimento 
são: 
• A viscosidade cinemática da água é de 9,86 × 10−7 m²/s. 
• A viscosidade cinemática do óleo 5W20 é de 5,05 × 10−5 m²/s. 
• A viscosidade cinemática da glicerina é de 6,61 × 10−4 m²/s. 
Sabendo que o erro relativo percentual pode ser encontrado utilizando a seguinte 
formula: 
𝐸𝑟𝑟𝑜 𝑅𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑣𝑜 =
𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙 − 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑟𝑒𝑎𝑙
𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑟𝑒𝑎𝑙
× 100 
 
Importante: Para realizar o cálculo da velocidade corrigida, apresentada na equação 
8 do resumo teórico, é necessário saber o valor de R (raio interno do tubo), que no 
caso deste laboratório virtual é de 22 milímetros. 
 
Realize o cálculo do erro relativo percentual para cada viscosidade cinemática 
encontrada e preencha a coluna adequada da tabela 4. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Fluido: Água 
Diâmetro 
da Esfera 
Velocidade 
Média 
(m/s) 
Velocidade 
Corrigida 
(m/s) 
Viscosidade 
Dinâmica 
Viscosidade 
Cinemática 
Erro Relativo 
Percentual 
10 mm 
8 mm 
6 mm 
5 mm 
Tabela 4 - Dados para análise da água. 
 
Repita o procedimento da etapa de determinação da viscosidade para preencher a 
tabela 5. 
 
Fluido: 5w20 
Diâmetro 
da Esfera 
Velocidade 
Média 
(m/s) 
Velocidade 
Corrigida 
(m/s) 
Viscosidade 
Dinâmica 
Viscosidade 
Cinemática 
Erro Relativo 
Percentual 
10 mm 
8 mm 
6 mm 
5 mm 
Tabela 5 - Dados para análise do óleo 5w20. 
 
Repita o procedimento da etapa de determinação da viscosidade para preencher a 
tabela 6. 
 
Fluido: Glicerina 
Diâmetro 
da Esfera 
Velocidade 
Média 
(m/s) 
Velocidade 
Corrigida 
(m/s) 
Viscosidade 
Dinâmica 
Viscosidade 
Cinemática 
Erro Relativo 
Percentual 
10 mm 
8 mm 
6 mm 
5 mm 
Tabela 6 - Dados para análise da glicerina. 
 
 
 
 
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VISCOSÍMETRO DE STOKES 
4. AVALIANDO OS RESULTADOS 
 
Siga para a seção “Avaliação de Resultados”, neste roteiro, e responda de acordo com 
o que foi observado nos experimentos. 
 
5. FINALIZANDO A PRÁTICADesabilite o cronômetro e assegure que todas as esferas estão na mesa. 
 
 
 
 
 
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AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS 
 
 
 
1. Compare os valores encontrados para a viscosidade cinemática de forma 
experimental com o valor da viscosidade cinemática real. Os valores encontrados 
da tabela 4, podem ser utilizados para representar a viscosidade cinemática da 
água? Justifique. 
 
 
2. Quais são as principais fontes de erros para este experimento? 
 
 
3. Compare os valores encontrados para a viscosidade cinemática de forma 
experimental com o valor da viscosidade cinemática real. Os valores encontrados 
da tabela 5, podem ser utilizados para representar a viscosidade cinemática da 
água? Justifique. 
 
 
4. Quais são as principais fontes de erros para este experimento? 
 
 
 
 
 
 
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TUTORIAL VIRTUALAB 
 
 
1. COMPREENDENDO O FUNCIONAMENTO DA PRÁTICA 
 
Utilize a barra de rolagem para realizar a leitura de todo o texto no guia, clicando em 
“FECHAR” somente após a leitura. 
 
 
Explore o menu de visualizações e teste cada uma das clicando com o botão esquerdo 
do mouse sobre a câmera que deseja visualizar ou utilize atalhos no teclado. 
 
 
 
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Explore agora o menu com os objetos clicando com o botão esquerdo do mouse sobre 
cada opção. Note que cada item selecionado ficará com sombreamento vermelho. 
 
 
 
 
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2. ENCONTRANDO A VELOCIDADE DE ESCOAMENTO 
 
Ligue o cronômetro clicando com o botão esquerdo do mouse sobre ele. 
 
 
 
Explore o funcionamento do cronômetro clicando com o botão esquerdo do mouse no 
botão esquerdo do cronômetro para iniciar/parar a contagem e no botão direito para 
reiniciar a contagem exibida no display. Também é possível utilizar a tecla “Espaço” para 
iniciar/parar a contagem. 
 
 
 
 
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Entenda o funcionamento da escala de tempo do cronômetro clicando com o botão 
esquerdo do mouse sobre a escala. Esta ferramenta é disponibilizada neste laboratório 
virtual pois alguns dos fenômenos observados durante os experimentos podem ser 
muito rápidos, o que tornaria a obtenção de dados muito difícil. 
 
 
 
Mova a esfera metálica de 10 mm para o tubo de água clicando com o botão do mouse 
sobre ela e apertando a tecla “Q”. 
 
 
 
 
 
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Solte a esfera e cronometre o tempo de queda colocando o cursor do mouse sobre o 
tubo com água e pressione simultaneamente as tecla “Q” e “ESPAÇO” do teclado. 
 
 
 
Pare o cronometro pressionando a tecla “ESPAÇO” e anote o valor disponível no visor 
do cronômetro. 
 
 
 
 
 
 
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Eleve a esfera colocando o cursor do mouse sobre o tubo e pressionando a tecla “Q”. 
Repita o procedimento de medição do tempo de queda mais três vezes, preenchendo 
as medidas de tempo necessário para completar a coluna de tempo de queda para o 
diâmetro da esfera que está sendo utilizada. A tabela que deve ser preenchida 
encontra-se no item 2 desse roteiro. 
 
 
 
Coloque a esfera na mesa colocando o cursor do mouse sobre o tubo e pressionando a 
tecla “W”. 
 
 
 
Repita o procedimento realizado nesta etapa para as esferas metálicas com diâmetro de 
8, 6 e 5 mm, completando a tabela 1. Repita o procedimento realizado nesta etapa para 
o tubo com água para os tubos com óleo 5W20 e com glicerina, preenchendo as tabelas 
2 e 3. 
 
 
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3. DETERMINANDO A VISCOSIDADE 
 
Volte para o passo 3 do procedimento neste roteiro e realize os cálculos necessários 
para determinar a viscosidade. 
 
 
4. AVALIANDO OS RESULTADOS 
 
Siga para a seção “Avaliação de Resultados”, neste roteiro, e responda de acordo com o 
que foi observado nos experimentos. 
 
 
5. FINALIZANDO A PRÁTICA 
 
Desabilite o cronômetro e assegure que todas as esferas estão na mesa. 
 
Pré Teste
1) 
Um fluido pode ser considerado newtoniano quando:
A) Sua viscosidade não varia quando diferentes temperaturas e pressões são aplicadas.
B) Sua viscosidade não varia com diferentes tensões de cisalhamento e com o tempo.
C) Sua viscosidade varia quando são aplicadas diferentes temperaturas e com o tempo.
2) 
Como a viscosidade absoluta em fluidos newtonianos no estado líquido se comporta com o 
aumento da temperatura?
A) A viscosidade absoluta diminui.
B) A viscosidade absoluta aumenta.
C) A viscosidade absoluta permanece a mesma.
3) 
Leia as afirmações abaixo e assinale a correta:
A) Dois fluidos distintos não podem possuir a mesma viscosidade absoluta.
B) A viscosidade cinemática da água é maior que a viscosidade cinemática do mercúrio.
C) A viscosidade dinâmica do ar diminui com o aumento da temperatura.
4) 
O coeficiente de Reynolds é um número adimensional amplamente utilizada na mecânica dos 
fluidos para identificar o regime de escoamento dos fluidos. Em relação ao número de 
Reynolds é correto afirmar:
A) A viscosidade não afeta o número de Reynolds.
B) A velocidade média do fluido é inversamente proporcional ao número de Reynolds.
C) A viscosidade dinâmica ou a viscosidade cinemática podem ser utilizadas para encontrar o 
número de Reynolds.
5) 
Quais são as forças que atuam sobre uma esfera, imersa em um fluido newtoniano, que se 
encontra em queda livre e com velocidade terminal?
A) Peso e força centrípeta.
B) Empuxo e força de arrasto.
C) Peso, força de arrasto e empuxo.
Experimento
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Pós Teste
1) O experimento de queda livre utilizando os 3 fluidos distintos foi feito com esferas metálicas 
de diferentes diâmetros. Em relação aos experimentos realizados na glicerina, em qual esfera 
foi encontrado o menor número de Reynolds?
A) Esfera de 10 mm de diâmetro;
B) Esfera de 8 mm de diâmetro;
C) Esfera de 5 mm de diâmetro.
2) Durante a execução do experimento foram realizadas diversas medidas e cálculos para 
encontrar a viscosidade dinâmica de diferentes fluidos. Qual dos fluidos apresentou maior 
viscosidade dinâmica?
A) Água;
B) Óleo 5w20;
C) Glicerina.
3) Em relação a viscosidade cinemática, assinale a opção correta:
A) a viscosidade cinemática de um fluido sempre é menor que sua viscosidade dinâmica;
B) a viscosidade cinemática é determinada pela divisão entre a viscosidade dinâmica e a 
densidade de um fluido;
C) a viscosidade cinemática não é afetada pela temperatura.
4) Por qual motivo a contagem do tempo para o cálculo da velocidade daqueda livre da esfera 
é iniciada apenas quando ela atinge a marcação de 100 mm nos tubos de acrílico?
A) Para garantir que a esfera se encontra em sua velocidade terminal;
B) Para evitar a influência da variação da densidade do fluido nas camadas superficiais;
C) Para garantir que a esfera não entre em contato direto com os tubos de acrílico.
5) Durante a realização do experimento foram realizadas medições do tempo que cada esfera 
demora para percorrer um determinado espaço. Em relação ao óleo 5w20, ao utilizar esferas 
com diâmetro cada vez maior, qual foi tendência do tempo de queda livre?
A) O tempo de queda aumentou com o aumento do diâmetro das esferas;
B) O tempo de queda diminuiu com o aumento do diâmetro das esferas;
C) O tempo foi semelhante cada todas as esferas, mostrando que os diâmetros delas não 
influenciam no tempo de queda.