14318

Вивчення коефіцієнта в'язкості рідини методом Стокса

Лабораторная работа

Физика

Лабораторна робота № 8 Вивчення коефіцієнта вязкості рідини методом Стокса Мета роботи: 1. Вивчити механізм явища переносу внутрішнє тертя. 2. Визначити коефіцієнт внутрішнього тертя рідин за швидкістю падіння кульки. Прилади та матеріали: Скляний ци

Украинкский

2013-06-03

97 KB

48 чел.

Лабораторна робота № 8

Вивчення коефіцієнта в'язкості рідини методом Стокса

Мета роботи:

1. Вивчити механізм явища переносу – внутрішнє тертя.

2. Визначити коефіцієнт внутрішнього тертя рідин за швидкістю падіння кульки.

Прилади та матеріали: Скляний циліндр, наповнений рідиною; металеві кульки; мікрометр; секундомір.

Метод вимірювання:

За законом Ньютона сила внутрішнього тертя F, що діє в площині дотикання двох паралельних суміжних шарів рідини (або газу), пропорційна площі їх дотикання S та градієнтові швидкості:

                                                                                                      (1)

де , V1 і V2швидкості шарів; - відстань між шарами; знаки ± у  формулі (1) відповідає гальмуючій і прискорюючій силам.

   Коефіцієнт пропорційності  називається коефіцієнтом внутрішнього тертя, яка діє на одиницю площі дотикання шарів при градієнтові швидкості, що дорівнює одиниці.

   Завдяки в'язкості тіло, що рухається в рідині захоплює прилеглі до нього шари і тому зазнає опору з боку рідини. За законом Стокса при невеликій швидкості руху тіла сила опору F пропорційна коефіцієнту в'язкості , швидкості тіла V, та його лінійним розмірам для кульки радіусу r,

                             .                                   (2)

На кульку масою m і радіусом r, що рухається в рідині зі швидкістю V, діють три сили: сила опору F, сила тяжіння FТ та Архімедова сила Fa. Останні дві сили визначаються за формулами:

         (3)

               (4)

де g – прискорення вільного падіння, густина кульки.

     

При вертикальному падінні кульки в рідині сила опору, як і Архімедова сила, направлена в гору. Оскільки FТ та FA  сталі, а сила F зростає зі збільшенням швидкості, то настане такий момент, коли буде досягнуто рівності:

FТ = FA+F.

    Починаючи з цього моменту, рух кульки буде рівномірним. Підставляючи в останню рівність вирази (2) – (4) маємо:

Звідси знаходимо: 

      Або:

                   ,                                                        (5)

де d=2r, a l=Vt  шлях, який пройшла кулька за час t

,  

Порядок виконання роботи

  1.  Виміряти відстань l між мітками „а" та „в" циліндричної посудини, що
    наповнена рідиною (гліцерин, касторове масло).

Мікрометром виміряти діаметр d трьох кульок (приблизно однакових).

  1.  Кидати кульку в рідину таким чином, щоб вона рухалась вздовж центральної частини циліндра; зафіксувати час падіння кульки t між мітками „а" та „б".

Результати прямих вимірювань d, l, t та табличні дані  занести у таблицю.

  1.  Обчислити значення  за формулою (5) для кожного вимірювання, а потім знайти , .

Кінцевий результат подати у вигляді:

№п/п

Табличні дані

Результати прямих вимірювань

Результати непрямих вимірювань

l,м

d,м

t,с

,

Па·с

,

Па·с

,

Па·с

,

Па·с

Контрольні питання:

  1.  Поясніть механізм виникнення сил внутрішнього тертя.
  2.  Сформулюйте і запишіть закон внутрішнього тертя (закон Ньютона)
  3.  Що називається градієнтом швидкості? Який його зміст?
  4.  Що називається коефіцієнтом внутрішнього тертя? В яких одиницях він
    вимірюється? Який його фізичний зміст?
  5.  При яких умовах кулька рухається в рідині рівномірно?
  6.  Сформулюйте і запишіть закон Стокса


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

54524. Meet My Friend 96 KB
  Brother Rabbit took the two carrots to Brother Goat’s house. Brother Goat was not at home. Brother Rabbit put the carrots on the table and went away. Brother Goat saw the carrots on the table and thought; “Oh, what good friend I have. I should be a good friend too. It’s winter now. Brother Rabbit has not got any food to eat. I must help him.” So he ate one carrot, took the other and ran to Brother Rabbit’s house.
54525. My Land 50 KB
  Objectives: to expand students’ vocabulary to involve students into reading, writing, communicative activities, to develop students’ thinking
54526. MY NATIVE LAND-OUR GLORIOUS DONBAS 1.37 MB
  To begin with, I want to draw your attention to the quotation on the blackboard: He, who loves not his land, can love nothing. These wonderful words belong to the great poet G.G. Byron. His love to his land was deep and passionate. He could not imagine his life without his Highlands. He was so devoted to it, for him there was nothing like his Homeland. I think these Byron's words can be the motto of our lesson.
54527. MY SCHOOL LIFE 66.5 KB
  Do you know what schools are in Great Britain. Let`s watch the video about schools in England and while watching write down the number of the pictures 1-7 in the order that you see them and write a subject under each picture.
54528. Я і мистецтво 44.5 KB
  Обладнання: музичні інструменти: фортепіано акордеон скрипка флейта труба бубен ложки барабан маракаси трикутник; фотоілюстрації виставка дитячих робіт схема роздатковий матеріал. Розширити знання про музичні інструменти і відчути тембровий колорит музичних інструментів.Струнні інструменти. У народі всім відомі далеко не нові Інструменти дерев яні струнні щипкові.
54529. На фірмі: працевлаштування 247 KB
  Objectives: to systemtize students knowledge concerning the presenttion of firm nd its produce rules nd procedure of pplying for job; to expnd their vocbulry on the topic discussed; to develop students listening nd speking skills. Boss So the problem we re going to discuss tody is job nd job hunting. No doubt good job nd good position wed like to hve re of immense importnce for nybody since it is gret chnce for selfdetermintion nd mking creer for providing wellbeing for ourselves nd our fmilies. I hope you re redy nd eger to...
54530. Капитализм и становление классической школы в экономической теории 17.64 KB
  Бабайцевой Используемое оборудование: Презентация Односоставные предложения Краткое описание: Урок русского языка в 8 классе Односоставные предложения Автор: Иванова Татьяна Николаевна Г. Какая ночь Внимательно рассмотрите эти предложения. Что мы уже знаем Двусоставные предложения. числа инфинитив Чего мы ещё не знаем Односоставные предложения.