Este documento presenta los resultados de un experimento realizado por estudiantes para comprobar la ley de Stokes. Midieron el tiempo que tardaban esferas de diferentes tamaños y densidades en caer a través de varios fluidos viscosos. Los resultados mostraron que a mayor viscosidad del fluido mayor era el tiempo de caída, y que la ley de Stokes se cumplía mejor para esferas pequeñas y lejos de las paredes del recipiente.

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Instituto Tecnológico
De Mexicali
Laboratorio Integral 1
Equipo: Brookfield
Práctica: Ley de Stokes
Alumnos:
Ibarra Aguilar Grecia
Fausto Vega Luis Martin
Cuevas López Mayra Mariza
Puentes Robles Joshua Issac
Villafuerte Ruiz Brenda Maritza
Torres Hernández Irving Marcial
Salazar Dueñas Gustavo Enrique
Vásquez López Francisco Enrique
Hernández Morales Diana Paulina

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Introducción
Se pretendió realizar las siguientes pruebas con diferentes
reactivos cuyas características son de influencia total al montar
esta práctica.
Cada reactivo presento diferentescomportamientosen su
viscosidad. Siempre se consideró la altura (h) como constante,al
igual que el volumen (Vesfera), donde viaja el cuerpo esférico.
La práctica llego a su cometido,donde se obtuvo los valores
de las variables para realizar los primeros cálculos preliminaresa
partir de la Ley de Stokes.
A continuación se describe cada paso de la práctica.

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Objetivo general
Observar y determinarla velocidad en la que atraviesa un objeto
solido a un fluido viscoso contenido en un tubo tomando en
cuenta diferentes densidades poniendo una canica y dejándola
caer en él.
Objetivo especifico
Comprobar que a mayor viscosidad tardara más tiempo en llegar
al fondo del objeto.
Comparar dos canicas de diferentes tamaños con las mismas
sustancias y observar el tiempo que tarda en llegar al fondo.
Comparar resultados obtenidos de viscosidad con los reales
establecidos.

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Marco teórico
La Ley de Stokes se refiere a la fuerza de fricción experimentada
por objetos esféricos moviéndose en el seno de un fluido viscoso
en un régimen laminar de bajos números de Reynolds.
En general la ley de Stokes es válida en el movimiento de
partículas esféricas pequeñas moviéndose a velocidades bajas.
La ley de Stokes puede escribirse como:
Dónde:
R es el radio de la esfera, v su velocidad y η la viscosidad del
fluido.
La condición de bajos números de Reynolds implica un flujo
laminar lo cual puede traducirse por una velocidad relativa entre
la esfera y el medio inferior a un cierto valor crítico.
En estas condiciones la resistencia que ofrece el medio es debida
casi exclusivamente a las fuerzas de rozamiento que se oponen al
deslizamiento de unas capas de fluido sobre otras a partir de la
capa límite adherida al cuerpo. La ley de Stokes se ha comprobado
experimentalmente en multitud de fluidos y condiciones.

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Si las partículas están cayendo verticalmente en un fluido
viscoso debido a su propio peso puede calcularse su velocidad de
caída o sedimentación igualando la fuerza de fricción con el peso
aparente de la partícula en el fluido.
Dónde:
Vs es la velocidad de caída de las partículas
(Velocidad límite)
g es la aceleración de la gravedad,
ρp es la densidad de las partículas y
ρf es la densidad del fluido.
η es la viscosidad del fluido.
r es el radio equivalente de la partícula.

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Material
2 Canicas (diferente volumen)
3 probetas de 250 ml
Hilo
Cinta adhesiva
Balanza
Vernier
Reactivos
Glicerina
Aceite de carro
Aceite vegetal
Cronometro

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Procedimiento
Pedir el material adecuado y lavarlo
Una vez e material seco pesar las probetas y canicas
Agregarle a cada una de las probetas las diferentes
sustancias 200ml cada una
A las canicas colocarles un hilo con poca cinta
adhesiva para así tener un control de ella

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Tomar la canica y dejarla caer
sobre el fluido, tomar el tiempo
en que cae hasta el fondo
Repetir el paso 5 con los otros 2
fluidos
Volver a repetir 5 y 6 pero con
diferente canica que es de
diferente peso y tamaño
Hacer los cálculos necesarios
Una vez realizada la practica
lavar todo el material y
entregarlo

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Rasgos generales a tomar en cuenta
Antes de empezar con los cálculos se tomaron en cuenta la
medición de volúmenes a partir del diámetro y las densidades de
las esferas así como el diámetro del contenedor de los fluidos
también hay que tomar en cuenta la temperatura del laboratorio
donde se está llevando a cabo la práctica y la presión atmosférica
en el lugar.

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Cálculos y resultados

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Análisis
Pudimos percatarnos en la diferencia de la densidad que
mostraba cada fluido y así mismo determinar cómo afectaba la
viscosidad en la caída de nuestras esferas aun utilizando una con
menor peso, también pudimos observar que los resultados de la
viscosidad dinámica obtenidos se alejan mucho de la realidad si
la esfera (canica) es más grande, he incluso si las paredes del
recipiente están muy cerca de dicha esfera también nos afecta y
hace desvariar los resultados, cumpliendo así con la ley de
Stokes.
Observaciones
Para nuestra practica habíamos tomado una canica muy grande y
tuvimos que tomar las otras más pequeñas porque si pasaba
dentro del fluido pero con rozamiento.
Observamos que nuestros demás compañeros tardaban mucho en
sacar la canica de la probeta y nosotros colocamos un pedacito de
cinta adhesiva junto con un hilo porque así podríamos despreciar
el peso y poderla sacar con facilidad de la probeta.

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Bibliografía
Bird R. Byron. “Fenómenos de Transporte”. Editorial Reverte,
México (1992)
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/dinamica/stokes/stokes.html