Descreva o experimento de Reynolds e defina o objetivo do mesmo.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A pergunta é sobre o experimento de Reynolds. Vamos precisar entender sobre fluxo de fluidos, especificamente a diferença entre fluxo laminar e turbulento. Para isso, vamos usar conceitos como a número de Reynolds, que nos ajuda a prever o tipo de fluxo que vai acontecer.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre quem foi Reynolds. Osborne Reynolds foi um físico e engenheiro que, no final do século 19, fez experimentos para entender como os fluidos (como água e ar) se comportam quando fluem. Ele queria descobrir em que condições o fluxo era suave (laminar) ou bagunçado (turbulento).
Passo 3
No experimento, Reynolds usou um tubo longo e estreito chamado tubo de Reynolds. Ele mandava água passar por esse tubo e mudava a velocidade da água. Observando como a água fluía, ele notou que em baixas velocidades o fluxo era suave e organizado, e em altas velocidades começava a ficar caótico.
Passo 4
Para quantificar isso, Reynolds introduziu o número de Reynolds (Re), que é uma fórmula que depende da velocidade do fluxo, do diâmetro do tubo e da viscosidade do fluido. A fórmula é:
Onde:
-
é a densidade do fluido, -
é a velocidade do fluxo, -
é o diâmetro do tubo, -
é a viscosidade do fluido.
Passo 5
O objetivo principal do experimento de Reynolds foi determinar o ponto de transição entre o fluxo laminar e o turbulento. Isso significa descobrir qual valor de Re indica quando o fluxo muda de suave para caótico. Reynolds encontrou que, geralmente, quando
é menor que 2000, o fluxo é laminar, e quando é maior que 4000, é turbulento. Entre esses valores, pode ocorrer uma mistura dos dois tipos de fluxo.
Resposta
O experimento de Reynolds consistiu em estudar como a água fluía em um tubo, variando a velocidade para observar a transição entre fluxo laminar e turbulento. O objetivo foi determinar o número de Reynolds que indica quando o fluxo muda de suave para caótico, estabelecendo que valores de
resultam em fluxo laminar e
em fluxo turbulento.
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