Práctica N° 1 DETERMINACION DEL COEFICIENTE DE RESISTENCIA

Práctica N° 1

DETERMINACION DEL COEFICIENTE DE RESISTENCIA

1. Objetivo de la práctica.-

• Determinar el coeficiente de resistencia o arrastre de una esfera en un fluido.

1. Objetivos especificos.-

• Determinar los tiempos de dos diferentes esferas para desplazamientos asumidos o tomados
• Determinar la masa y diámetro de cada esfera
• Determinar el coeficiente de resistencia del fluido
• Determinar el tipo de fluido con el que se trabajo

1. Fundamento teórico.-

El coeficiente de resistencia aerodinámica se define como: es la fuerza de arrastre, que es, por definición, la componente de la fuerza en la dirección de la velocidad de flujo, es la densidad de masa del fluido, es la velocidad del objeto con respecto al fluido y es la zona de referencia. El área de referencia depende de qué tipo de coeficiente de resistencia que se está midiendo. Para los automóviles y muchos otros objetos, el área de referencia es el área frontal proyectada del vehículo. Esto puede no ser necesariamente el área de la sección transversal del vehículo, dependiendo de donde se toma la sección transversal. Por ejemplo, para una esfera. Para superficies de sustentación, el área de referencia es el área de forma en planta.

Dado que esto tiende a ser un área bastante grande en comparación con el área frontal proyectada, los coeficientes de resistencia resultantes tienden a ser bajos: mucho menor que para un coche con el mismo arrastrar y área frontal, y a la misma velocidad. Dirigibles y algunos cuerpos de revolución utilizan el coeficiente de resistencia volumétrica, en el que la zona de referencia es el cuadrado de la raíz cúbica del volumen dirigible. Cuerpos aerodinámicos sumergidos utilizan la superficie mojada. Dos objetos que tienen la misma área de referencia que se mueve a la misma velocidad a través de un fluido experimentarán una fuerza de arrastre proporcional a sus respectivos coeficientes de arrastre.

El coeficiente de resistencia es la fricción o la resistencia de un objeto en un medio como el aire o el agua 

Viscosidad

La viscosidad de un fluido es una medida de su resistencia a las deformaciones graduales producidas por tensiones cortantes o tensiones de tracción. La viscosidad se corresponde con el concepto informal de "espesor". Por ejemplo, la miel tiene una viscosidad mucho mayor que el agua.

La viscosidad de un fluido es aquella propiedad que determina la cantidad de resistencia opuesta a las fuerzas cortantes. La viscosidad se debe primordialmente a las interacciones entre las moléculas del fluido. (schaum, :8)

En los líquidos la viscosidad disminuye al aumentar la temperatura, pero no se ve afectada apreciablemente por las variaciones de presión. La viscosidad absoluta de los gases aumenta al aumentar la temperatura, pero casi no varía con la presión. Como el peso específico de los gases varía con la presión (a temperatura constante), la viscosidad cinemática es inversamente proporcional a la presión.

(schaum, :9)

• Un indicador de la viscosidad de un fluido es la facilidad con que fluye
• El aceite fluye mas despacio que el agua porque tiene una viscosidad mayor
• El aceite frio gotea mas despacio que el caliente debido a que la viscosidad se incrementa conforme la temperatura disminuye

(mott, :26)

 “ Principio de Arquímedes  la fuerza de flotación ascendente debe ser la misma al peso del cuerpo imaginario de fluido, cuyo volumen es igual al del cuerpo sólido. Además, el peso y la fuerza de flotación deben tener la misma línea de acción para crear un momento cero. Esto se conoce como principio de Arquímedes, en honor del matemático griego (287-212 a.C.), y se expresa como

La fuerza de flotación que actúa sobre un cuerpo sumergido en un fluido es igual al peso del fluido desplazado por el cuerpo y actúa hacia arriba pasando por el centroide del volumen desplazado.

Para los cuerpos flotantes, el peso del cuerpo completo debe ser igual a la fuerza de flotación, la cual es el peso del fluido cuyo volumen es igual al de la parte sumergida de ese cuerpo; es decir:

[pic 1]”

(Junes.a,  :89)

1. Método experimental empleado.-

1. Procedimiento de práctica

• Medir los diámetros y pesar su masa de las esferas blanca y transparente
• Definir nuestras alturas de desplazamiento que va a tener nuestras esferas, las cuales van a ser tres tramos diferentes
• Luego con dos cronómetros diferentes tomamos el tiempo de recorrido, entre cada tramo para luego sacar un promedio con el cual trabajaremos con mayor precisión. (este procedimiento se lo realiza tanto para la esfera blanca como para la esfera transparente).
• Tomar la línea de referencia donde se vea que la velocidad es constante.
• Para terminar sacamos con un canastillo las esferas con las cuales realizamos la práctica.
• Realizamos los cálculos

5.- Materiales Utilizados

• Esferas transparente
• Esferas blanca
• Fluido desconocido
• Dos Cronometros
• Balanza
• Calibrador o vernier
• Equipo de medidor del coeficiente de resistencia del laboratorio

Esquema de la práctica

[pic 2]

1. Datos experimentales.-

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