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

47 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

71788. К ВОПРОСУ О РАЗГРАНИЧЕНИИ ПОНЯТИЙ ДОЛЖНОСТНОГО ЛИЦА И ЛИЦА, ИСПОЛНЯЮЩЕГО УПРАВЛЕНЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ, КАК СУБЪЕКТОВ ПРЕСТУПЛЕНИЙ ПРОТИВ ИНТЕРЕСОВ ГОСУДАРСТВЕННОЙ И МУНИЦИПАЛЬНОЙ СЛУЖБЫ ЛИБО СЛУЖБЫ В КОММЕРЧЕСКИХ И ИНЫХ ОРГАНИЗАЦИЯХ 99.5 KB
  Известно что частью преступлений экономической направленности и важным фактором совершения многих иных преступлений являются преступления против интересов государственной и муниципальной службы а также службы в коммерческих и иных организациях.
71789. ПОНЯТИЕ АКЦИИ И АКЦИОНЕРНОГО КАПИТАЛА ПО ПРАВУ США 94.5 KB
  Мнения о времени появления акций в США, о происхождении и сущности их в высшей степени разноречивы. Фремери (Fremery) относит появление акций ко времени возникновения первой Голландско-Ост-Индийской компании, т. е. к 20 марта 1602 г.
71790. ПОНЯТИЕ ЧЕСТИ И ДОСТОИНСТВА, ЕГО СОДЕРЖАНИЕ И РАЗВИТИЕ В РОССИЙСКОЙ ПРАВОВОЙ СИСТЕМЕ 195 KB
  Права человека органично вплетены в повседневную деятельность людей в их общественные отношения. Такие права как право на жизнь честь и достоинство личности свободу совести мнений убеждений автономию личной жизни право на участие в политических процессах необходимые условия...
71791. О ПОНЯТИИ АДМИНИСТРАТИВНОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТИ 110.5 KB
  Обобщив наиболее распространенные в научной среде определения административной ответственности последнюю можно было бы предварительно определить как вид юридической ответственности которая выражается в применении органом управления должностным лицом административного наказания...
71792. ОСНОВАНИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ, ИЗМЕНЕНИЯ И ПРЕКРАЩЕНИЯ НАЛОГОВЫХ ПРАВООТНОШЕНИЙ 75.5 KB
  Под таковыми понимаются факты фактические обстоятельства имеющие согласно закону юридическое значение в качестве правового основания условия необходимого для реализации нормы права. В налоговом праве можно выделять юридические факты двух видов действия бездействие и события.
71793. ОСОБЕННОСТИ ПРАВОВОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ЭКОНОМИКИ НА УРОВНЕ СУБЪЕКТОВ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 134 KB
  Государственное регулирование экономики и его методы могут быть разными в различных государствах. Принципы такого разграничения устанавливаются Конституцией в ней же закреплены основные предметы ведения и полномочий отнесенные к компетенции Федерации и ее субъектов.
71794. ПОНЯТИЕ ПРАВА РЕГИОНАЛЬНОГО ИНТЕГРАЦИОННОГО ОБЪЕДИНЕНИЯ 229 KB
  Понятие права регионального интеграционного объединения имеет особое значение поскольку затрагивает соотношение полномочий объединения как международной организации с одной стороны и государств-членов с другой.
71795. ФИКСАЦИЯ ХОДА И РЕЗУЛЬТАТОВ НАЛОЖЕНИЯ АРЕСТА НА ИМУЩЕСТВО 83 KB
  При наложении ареста на имущество большое значение имеет фиксация его результатов так как это определяет правовые последствия реализации данной меры уголовно-процессуального принуждения. Применение видеозаписи при наложении ареста на имущество связано с трудностями и далеко...
71796. ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ОКРУГ КАК ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕРРИТОРИАЛЬНАЯ ОСНОВА ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРОКУРАТУРЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 180.5 KB
  Как известно федеральные округа были введены Указом Президента России от 13 мая 2000 г. № 849 О полномочном представителе Президента Российской Федерации в федеральном округе с последующими изменениями и дополнениями.