Na quarta aula da série "Mecânica dos Fluidos Fácil e Descomplicada", são apresentados os conceitos fundamentais sobre viscosidade e a Lei de Newton da viscosidade.

Esta aula também esclarece a diferença entre fluidos newtonianos e não-newtonianos.

O ponto de partida é a revisão do princípio da aderência e da experiência das duas placas, conceitos abordados anteriormente. Essa base é usada para introduzir a noção de tensão de cisalhamento, que é definida como a força tangencial dividida pela área de contato.

Utilizando novamente a analogia da piscina e da pranchinha de natação, é demonstrado que a aplicação de uma força gera um movimento na placa superior, que induz uma variação de velocidade no fluido. Essa variação ocorre de forma gradativa da placa inferior (velocidade zero) até a superior (velocidade máxima), caracterizando o perfil de velocidades.

Newton observou que, em muitos fluidos, a tensão de cisalhamento é proporcional ao gradiente de velocidade (variação da velocidade em relação à posição vertical, dy).

Essa relação é expressa pela fórmula: τ = μ (dv/dy)

Onde:

τ é a tensão de cisalhamento;
μ é a viscosidade dinâmica (ou absoluta);
dv/dy é o gradiente de velocidade.

Fluidos que obedecem essa lei são chamados newtonianos. Fluidos não newtonianos, por sua vez, têm comportamentos diversos e não seguem essa relação de proporcionalidade. Exemplos de fluidos não newtonianos incluem misturas de amido com água e o asfalto sob pressão.

A viscosidade é explicada como a propriedade que mede a resistência ao escoamento: quanto maior a viscosidade, mais difícil é o movimento do fluido. São mostrados exemplos visuais com diferentes óleos, ilustrando como a viscosidade influencia o comportamento do fluido.

Importante destacar que a viscosidade tem comportamentos diferentes para líquidos e gases com variação de temperatura. Para líquidos, a viscosidade diminui com o aumento da temperatura. Para gases, a viscosidade aumenta com a temperatura.

Por fim, é apresentada uma forma prática de cálculo da tensão de cisalhamento:

τ = μ (vo/E)

Onde vo é a velocidade da placa e "E" é a folga entre as placas.

Essa aproximação é muito últil e bastante precisa para pequenas distâncias.