Trabalho Laboratório Viscosidade

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LABORATÓRIO VIRTUAL 
VISCOSÍMETRO DE STOKES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SALVADOR 
2021 
 
 
 
 
ANSELMO OLIVEIRA DE ALMEIDA – 191006658 - Turma: 001ECV4AM 
 
 
 
 
 
 
Laboratório virtual de Viscosímetro de 
Stokes, apresentado como pré-requisito para 
obtenção de nota e aprovação da disciplina 
Mecânica dos Fluidos. 
Docente: Euliane Jesus 
 
 
 
LABORATÓRIO VIRTUAL 
VISCOSÍMETRO DE STOKES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SALVADOR 
2021 
Resumo: Este relatório tem como finalidade apresentar os passos da aula prática sobre 
medidas de viscosidade. 
Palavras-chave: Viscosidade; fluido; medidas; experimento; velocidade e escoamento. 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
A viscosidade, basicamente, é uma resistência que o fluido apresenta ao escoamento. Quanto 
maior o valor da viscosidade, mais será a resistência ao escoamento do fluido, isto é, menor 
será a fluidez. 
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. 
 
2. METODOLOGIA 
 
Laboratório virtual da Algetec. O software com 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 (água, óleo 5W20 e glicerina). Também serão fornecidas bolas 
metálicas de diversos diâmetros, equipamentos para manuseio das bolas e cronômetros. 
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. 
 
3. PRÉ-TESTE: 
 
1) Um fluido pode ser considerado newtoniano quando: 
 
 Sua viscosidade não varia com diferentes tensões de cisalhamento e com o tempo. 
 
2) Como a viscosidade absoluta em fluidos newtonianos no estado líquido se comporta 
com o aumento da temperatura? 
 
A viscosidade absoluta diminui. 
 
3) Leia as afirmações abaixo e assinale a correta: 
 
A viscosidade cinemática da água é maior que a viscosidade cinemática do mercúrio. A 
viscosidade cinemática da água é 1,01 x 10-6 m2/s e a viscosidade cinemática do mercúrio é 
1,16 x 10-7 m2/s. 
 
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 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? 
Peso, força de arrasto e empuxo. Estas forças se encontram equilíbrio de acordo com a 
equação: P = Fd + E. 
 
 
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 
4.1. ENCONTRANDO A VELOCIDADE DE ESCOAMENTO 
 
Diâmetro 
da Esfera
Média do Tempo de 
queda (s)
Distância 
Percorrida (m)
Velociadade 
Média (m/s)
10 mm 0,72 0,72 0,72 0,72 0,72 0,9 1,25
8 mm 0,82 0,82 0,82 0,82 0,82 0,9 1,10
6 mm 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,9 0,93
5 mm 0,93 0,93 0,93 0,93 0,93 0,9 0,97
Diâmetro 
da Esfera
Média do Tempo de 
queda (s)
Distância 
Percorrida (m)
Velociadade 
Média (m/s)
10 mm 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,9 0,95
8 mm 1,16 1,16 1,16 1,16 1,16 0,9 0,78
6 mm 1,48 1,48 1,48 1,48 1,48 0,9 0,61
5 mm 1,82 1,82 1,82 1,82 1,82 0,9 0,49
Diâmetro 
da Esfera
Média do Tempo de 
queda (s)
Distância 
Percorrida (m)
Velociadade 
Média (m/s)
10 mm 3,39 3,39 3,39 3,39 3,39 0,9 0,27
8 mm 5,09 5,09 5,09 5,09 5,09 0,9 0,18
6 mm 8,29 8,29 8,29 8,29 8,29 0,9 0,11
5 mm 11,38 11,38 11,38 11,38 11,38 0,9 0,08
Tempo de queda (s)
Tubo com Água
Tubo com Óleo 5W20
Tempo de queda (s)
Tubo com Glicerina
Tempo de queda (s)
Fórmula: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4.2. DETERMINANDO A VISCOSIDADE 
 
 
Raio da 
Esfera 
Viscosidade 
Dinâmica
Erro Relativo 
Percentual
mm m m
10 0,01 0,005 1,25 1,93 0,193250588 0,000000986
8 0,008 0,004 1,10 1,58 0,151220253 0,000000986
6 0,006 0,003 0,93 1,23 0,108879585 0,000000986
5 0,005 0,0025 0,97 1,23 0,075599687 0,000000986
Raio da 
Esfera 
Viscosidade 
Dinâmica
Erro Relativo 
Percentual
mm m m
10 0,01 0,005 0,95 1,47 0,25977096 0,0000505
8 0,008 0,004 0,78 1,12 0,217866978 0,0000505
6 0,006 0,003 0,61 0,81 0,169583243 0,0000505
5 0,005 0,0025 0,49 0,62 0,152889978 0,0000505
Raio da 
Esfera 
Viscosidade 
Dinâmica
Erro Relativo 
Percentual
mm m m
10 0,01 0,005 0,27 0,42 0,862026144 0,000661
8 0,008 0,004 0,18 0,26 0,890396624 0,000661
6 0,006 0,003 0,11 0,15 0,886931507 0,000661
5 0,005 0,0025 0,08 0,10 0,883191964 0,000661
Diâmetro da 
Esfera
Fluido: Água
Fluido: Óleo 5W20
Fluido: Glicerina
Diâmetro da 
Esfera 
Diâmetro da 
Esfera 
Velocidade 
Média 
(m/s)
Velocidade 
Corrigida 
(m/s)
Velocidade 
Média 
(m/s)
Velocidade 
Corrigida 
(m/s)
Velocidade 
Média 
(m/s)
Velocidade 
Corrigida 
(m/s)
Viscosidade 
Cinemâtica 
(m²/s)
Viscosidade 
Cinemâtica 
(m²/s)
Viscosidade 
Cinemâtica 
(m²/s)
 
 
Observações: 
 
- R (raio interno do tubo em m) = 22 mm = 0,022 m 
- ρ fluido (Água) = 1000 kg/m³ 
- ρ fluido (Óleo 5W20) = 852 kg/m³ 
- ρ fluido (Glicerina) = 1250 kg/m³ 
- ρ esfera = 7850 kg/m³ 
- g = 9,81m/s² 
 
- Velocidade Corrigida (m/s): 
 
 * (
 
 
)+ 
 
- Viscosidade Dinâmica 
 
 
 
 * (
 
 
)+ 
 
 
 
 
5. 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? 
 
Esfera de 5 mm de diâmetro. O número de Reynolds encontrado nesta esfera é o menor 
devido ao seu 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? 
 
Glicerina. A viscosidade dinâmica encontrada para a glicerina foi a maior entre os fluidos 
utilizados. 
 
3) Em relação a viscosidade cinemática, assinale a opção correta: 
 
A viscosidade cinemática é determinada pela divisão entre a viscosidade dinâmica e a 
densidade de um fluido. 
 
4) Por qual motivo a contagem do tempo para o cálculo da velocidade da queda livre da 
esfera é iniciada apenas quando ela atinge a marcação de 100 mm nos tubos de acrílico? 
 
Para garantir que a esfera se encontra em sua velocidade terminal. Uma das condições para 
aplicar a Lei de Stokes é que a esfera deve estar em equilíbrio de forças, dessa forma a 
velocidade será constante durante o escoamento. 
 
5) Durante a realização do experimento foram realizadas mediçõesdo 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? 
 
O tempo de queda diminuiu com o aumento do diâmetro das esferas. 
 
 
 
6. CONCLUSÃO 
 
Com este experimento foi possível descobrir a viscosidade dos fluidos e analisar de uma forma 
prática as variações decorrentes do processo em cada segmento. Comprovamos também a 
eficácia do mesmo atingindo o objetivo de entender o significado da Lei de Newton e 
compreender a importância da propriedade de viscosidade, para o escoamento de fluidos. 
 
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
 
 
SITES: 
www.algetec.com.br 
www.unijorge.edu.br 
 
 
 
 
http://www.algetec.com.br/
http://www.unijorge.edu.br/