22842

ВИЗНАЧЕННЯ КОЕФІЦІЄНТА ВНУТРІШНЬОГО ТЕРТЯ РІДИНИ МЕТОДОМ СТОКСА

Лабораторная работа

Физика

В даній роботі коефіцієнт внутрішнього тертя рідини визначається виходячи з даних про швидкість рівномірного падіння кульки в рідині. При падінні кульки в рідині на кульку діє сила тяжіння архімедова сила і сила опору середовища . Внаслідок змочування поверхні кульки рідиною найближчий до кульки шар рідини має швидкість кульки наслідком чого є виникнення градієнта швидкості. Формула Стокса виражає силу опору середовища кульці що рухається в цьому середовищі: 2 де радіус...

Украинкский

2013-08-04

226.5 KB

35 чел.

РОБОТА №7

ВИЗНАЧЕННЯ КОЕФІЦІЄНТА ВНУТРІШНЬОГО ТЕРТЯ РІДИНИ МЕТОДОМ СТОКСА

Вступ. Якщо з деякої причини різні шари рідини мають різну швидкість направленого руху, то між ними виникає сила взаємодії, так звана сила внутрішнього тертя. За законом Ньютона ця сила пропорційна площі поверхні  S, по якій відбувається взаємодія шарів і градієнту швидкості шарів .

,                                                           (1)

коефіцієнт пропорціональності  називається коефіцієнтом внутрішнього тертя, або коефіцієнтом в’язкості. Одиницею виміру коефіцієнта в’язкості в системі СІ є Па∙с .

Теоретичні відомості. В даній роботі коефіцієнт внутрішнього тертя рідини визначається, виходячи з даних про швидкість рівномірного падіння кульки в рідині. При падінні кульки в рідині на кульку діє сила тяжіння , архімедова сила  і сила опору середовища  . Внаслідок змочування поверхні кульки рідиною найближчий до кульки шар рідини має швидкість кульки, наслідком чого є виникнення градієнта швидкості. Тому сила опору середовища є силою внутрішнього тертя. Формула Стокса виражає силу опору середовища кульці, що рухається в цьому середовищі:

,                                                          (2)

де - радіус кульки, - швидкість її руху. З (2) видно, що сила  зростає при збільшенні швидкості руху . Зростання швидкості і сили опору  відбувається до тих пір поки ця сила і архімедова сила  не зрівноважать силу тяжіння , тобто:

.                                                        (3)

Якщо густину кульки і рідини позначити відповідно через  і , то вирааз (3) можна представити у вигляді:

,                                                (3а)

звідки

  .                                                       (4)

Ця формула виявляється точною при русі кульки в необмеженому середовищі. В дійсності на рух кульки впливають стінки посудини. Якщо рух відбувається вздовж осі циліндричної посудини радіуса , врахування впливу стінок приводить до такого виразу для  :

 .                                                    (4а)

В цій формулі швидкість кульки виражена через  , де  - час проходження певної відстані  при рівномірному русі кульки. Величини , , ,  визначаються експериментально, решта береться з таблиць.

Опис методу. Прилад для визначення в'язкості рідини зображено на рис.1. Скляний циліндр, заповнений досліджуваною рідиною кріпиться вертикально і вміщується в скляний циліндр більшого діаметра, заповненого водою. Ця вода відіграє роль термостатуючої рідини і запобігає коливанням температури в системі.

На зовнішньому циліндрі нанесено дві горизонтальні позначки на відстані  одна від одної. Для вимірювання вязкості застосовують кульки невеликого діаметру зі сплаву Вуда, розміри яких визначають за допомогою вимірювального мікроскопа МИР-12. 

За допомогою мікроскопа визначають середній діаметр кульки. Потім кульку з відомим діаметром опускають в циліндр з досліджуваною рідиною по осі циліндра. За допомогою секундоміра визначають час проходження кулькою відстані між двома мітками на циліндрі. Відстань між мітками на циліндрі вимірюють лінійкою, а внутрішній діаметр циліндра - штангенциркулем.

Порядок виконання роботи. 

  1.  За формулою (4а) розрахувати коефіцієнт вязкості рідини, що знаходиться в циліндрі, приймаючи, що густина сплаву Вуда  = 10,88 г/см3, а густина рідини  = 1,26 г/см3.
  2.  Отримати експериментальну залежність швидкості рівномірного руху кульки від її діаметра.
  3.  Оцінити похибку вимірювання коефіцієнта в’язкості рідини.

Література :

  1.  Савельев Д.В., Курс общей физики (том II: Термодинамика и молекулярная физика). М.; Наука, 1990, с. 359-368.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

2476. Економічна статистика 731 KB
  Основи класифікації економічної статистики. Система національних рахунків – методологічна основа економічної статистики. Показники статистики населення. Завдання статистики населення. Показники чисельності та складу населення. Статистика використання робочого часу. Статистика науково-технічної та інноваційної діяльності. Оцінка рівня інфляції, її використання для порівняльного аналізу вартісних показників. Статистика доходів сектору домашніх господарств. Джерела інформації про споживання населенням.
2477. Основы аудита. Принципы профессиональной этики аудита 244 KB
  Структура договора на проведение аудиторской проверки. Предплановая (преддоговорная) деятельность. Документация аудитора. Обзор событий, произошедших после даты составления баланса. Планирование аудиторской проверки, ее назначение и принципы. Критерии отнесения организации к обязательному аудиту. Основные этапы становления и развития аудита в России.
2478. Теория общей химии с элементами методики преподавания 413 KB
  Экспериментальные (качественные) задачи по химии. Подготовка учителя к уроку. Понятие об энтропии и изобарно-изотермическом потенциале. Самостоятельная работа учащихся по химии. Задачи курса химии средней школы. Технические средства обучения. Структура нуклеотидов и нуклеозидов.
2479. Акушерство и гиникология. Аборты и гинекологическая помощь 1.27 MB
  Аборты, акушерская помощь. Агалактия и гипогалактия. Бесплодие и яловость животных. послеродовой парез. Аборт - прерывание беременности с последующим рассасыванием зародыша, мумификацией, мацерацией, путрификацией либо изгнанием из матки мертвого неизмененного плода (выкидыша) или незрелого живого плода (недоноска).
2480. Теорія адміністративної відповідальності при порушенні митних правил 289.5 KB
  Адміністративна відповідальність за порушення митних правил. Завдання, принципи та функції адміністративної відповідальності. Поняття, завдання та принципи провадження в справах про порушення митних правил. Опротестування постанови по справі про порушення митних правил. Свідки та поняті у справах про порушення митних правил.
2481. Высшая математика. Исследование интегралов и теоремы гипотез 147.5 KB
  Неопределённый интеграл и его свойства. Вычисление пути, пройденного точкой. Основные понятия и свойства числовых рядов. Разложение функций в ряд Тейлора. Формула Байеса (теорема гипотез). Формула Бернулли. Определение комплексного числа. Действия над комплексными числами в алгебраической форме.
2482. Організація готельного господарства та туристичної діяльності 895.5 KB
  Типізація готельного господарства. Характеристика ПГГ для масового туризму. Особливості організації праці в готелі. Культура обслуговування. Сутність гостинності. Прийом, розміщення мешканців. Використання платіжного документа. Обслуговуючі господарства. Ресторан при готелі.
2483. Методы измерения материалов и процессов 828.5 KB
  Методы измерения ферромагнитных свойств. Методы определения термического расширения, дилатометрические исследования. Антифрикционные материалы. Материалы с высокими упругими свойствами. Материалы с малой плотностью и высокой удельной прочностью. Последующая обработка гальванопокрытий. Формирование сплошных покрытий.
2484. Оценка финансовых результатов и маржинальный анализ 237.5 KB
  Оценка финансовых результатов на основе метода маржинального анализа. Анализ обеспеченности трудовыми ресурсами и их использование. Анализ угрозы банкротства (отечественный опыт). Анализ дебиторской и кредиторской задолженности. Анализ рентабельности продаж и производства продукции.