O que são os coeficientes de viscosidade dinâmico e cinemático? Em que consiste a hipótese de Newton sobre a viscosidade dos líquidos?
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão pede para a gente explicar o que são os coeficientes de viscosidade dinâmica e cinemática, e também entender a hipótese de Newton sobre a viscosidade dos líquidos. Então, vamos precisar falar sobre esses dois tipos de viscosidade e como Newton descreveu o comportamento dos líquidos em relação a elas.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é viscosidade. Basicamente, viscosidade é uma medida de quão “grosso” ou “fino” um líquido é, ou seja, o quanto ele resiste ao fluxo. Imagine mel vs. água: o mel é mais viscoso porque escorre mais lentamente.
O coeficiente de viscosidade dinâmica (geralmente representado pela letra
) quantifica essa resistência interna ao fluxo quando uma força está sendo aplicada. Ele está relacionado à força necessária para mover uma camada de líquido em relação a outra.
A fórmula para a viscosidade dinâmica é:
Onde:
-
é a tensão de cisalhamento (força por área), -
é a taxa de deformação (variação de velocidade entre as camadas).
Passo 3
Agora, vamos falar sobre a viscosidade cinemática, representada pela letra
. Ela é basicamente a viscosidade dinâmica dividida pela densidade do líquido (
):
Então, enquanto a viscosidade dinâmica mede a resistência ao fluxo, a viscosidade cinemática leva em conta também a densidade do líquido, o que é útil para estudar o comportamento de fluidos em movimento sob a influência da gravidade.
Passo 4
Sobre a hipótese de Newton: Isaac Newton propôs que, para líquidos novostonianos, a viscosidade é constante, ou seja, a relação entre a tensão de cisalhamento e a taxa de deformação é linear. Isso significa que a viscosidade não muda com a taxa de fluxo.
Matematicamente, para líquidos novostonianos:
Ou seja, se você aumentar a força aplicada, a velocidade do fluxo aumenta proporcionalmente, mantendo a viscosidade constante.
Resposta
Os coeficientes de viscosidade dinâmica (
) e cinemática (
) medem a resistência interna de um líquido ao fluxo, sendo a cinemática a dinâmica dividida pela densidade. A hipótese de Newton afirma que para líquidos novostonianos, a viscosidade é constante, e a relação entre a tensão de cisalhamento e a taxa de deformação é linear.