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Dinâmica II Aula Síntese
FEP114 - Experiência IV Profa. Adriana de Oliveira Delgado
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Movimento de um corpo em um fluido
Um corpo se movendo em um meio fluido está sujeito as seguintes forças: Em Dinâmica I (queda do ovo): o atrito e o empuxo eram desprezíveis, dentro da precisão experimental. Em Dinâmica II (queda no óleo): o atrito e o empuxo são muito importantes. Força de Empuxo: FP FA FE
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Força de atrito de um fluido
Depende da forma do corpo e da forma de escoamento do fluído ao redor do corpo: Atrito Interno (AI): fluido de comporta como constituído por camadas, relaciona-se com a viscosidade η. Deslocamento do fluido (DF): força para tirar o fluído da trajetória do corpo, relaciona-se com a densidade ρ.
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Número de Reynolds Define qual das formas de atrito é mais importante:
Exemplo: Cobrança de um pênalti. Bola de futebol L = 20 cm; V = 2000 cm/s, no ar a 20 ºC; Re = 3x105 DF muito mais importante !!! ρ = densidade do fluido; v = velocidade do objeto; L = dimensão característica; η = viscosidade do fluido.
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Lei de Stokes Para AI >> DF o fluido se comporta como camadas que se deslocam umas em relação as outras Escoamento Laminar. Para um esfera em um meio infinito: Para uma esfera em um tubo de raio R: r = raio da esfera; v = velocidade do objeto; η = viscosidade do fluido. Correção de Ladenburg:
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Eq. de movimento... Considerando um corpo, sujeito ao regime de escoamento laminar: Na situação em que o corpo atingiu a velocidade limite vL = cste.
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Eq. de movimento
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Retomando a aula passada...
Objetivo: Verificar o efeito da força de empuxo e resistência do ar para queda das bolinhas em óleo. Método: Medir o tempo T de queda das bolinhas em função do raio r, para o mesmo comprimento Δx. Utilizar 5 bolinhas de mesmo diâmetro, medindo T por dois medidores: tirar a média dos 10 valores. Tabelas T medidos para cada r, Tmedio, ST, Sm, Φ medidos para cada bolinha, SΦ, calculado de várias medidas. Cálculos de vL e vcorr, com incertezas. Tabela vcorr por r2, com incertezas.
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Gráfico vcorr x r2
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Gráfico de resíduos
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Análise dos resultados...
Determinar quais pontos se ajustam ao modelo proposto: linear. Cálculo do número de Reynolds para todos os pontos. Determinar o valor crítico do número de Reynolds para adequação ao modelo. Adequação do valor dos coeficientes linear e angular obtidos com o valor esperado.
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Síntese Introdução teórica: Objetivo, conceitos e deduções;
Descrição Experimental Resultados Tabela: T medidos para cada r, Tmedio, ST, Sm, Tabela: Φ medidos para cada bolinha, SΦ, calculado de várias medidas. Tabela: Cálculos de vL e vcorr, com incertezas. Tabela: Tabela vcorr por r2, com incertezas. Ajuste MMQ vcorr x r2; Gráficos de Resíduos, teste X2 dos ajustes; Comparação dos coeficientes a e b, com os valores esperados; Conclusão Adequação ao modelo Compatibilidade entre os resultados e o valor de referência Anexar a pré-síntese
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