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

38 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

85421. Совершенствование технологии производства пшеничного хлеба с добавлением кукурузной муки на ОАО «Глазовский хлебокомбинат» Удмуртской Республики 652 KB
  За счет потребления хлеба человек почти на половину удовлетворяет потребность организма в углеводах, на треть – в белках растительного происхождения. Хлеб из пшеничной обойной или ржаной муки практически полностью удовлетворяет потребность в пищевых волокнах и большинстве витаминов группы В...
85422. Психологическая помощь слабовидящим детям старшего дошкольного возраста в условиях специализированного ДОУ 262 KB
  Особенности развития мелкой моторики у слабовидящих детей. Использование развивающих методов в формировании моторных навыков у детей с нарушениями зрения в специализированном ДОУ как способ психологической помощи при подготовке к овладению навыками школьной готовности.
85423. Анализ и пути укрепления финансового состояния ООО ”Люмакс” 1.11 MB
  Финансовый анализ позволяет проконтролировать правильность движения финансовых потоков денежных средств организации и проверить соблюдение норм и нормативов расходования финансовых, материальных ресурсов и целесообразность осуществления затрат.
85424. Методическое пособие: Менеджмент организации 271 KB
  Примерная тематика выпускных квалификационных работ разрабатывается преподавателями кафедры экономики и управления и рекомендуется студентам, которые вправе самостоятельно сделать свой выбор. Перечень тем, предлагаемых кафедрой вниманию студентов, не является исчерпывающим.
85425. Проектирование электрической части КЭС мощностью 2400 МВт 836.02 KB
  Для выработки электроэнергии на КЭС используют синхронные турбогенераторы трехфазного переменного тока. Номинальная мощность турбогенераторов выбирается в соответствии с номинальной мощностью турбин, исходя из условия: На проектируемой КЭС установлено 8 турбин...
85426. ПРАВОВОЙ РЕЖИМ И МЕХАНИЗМЫ ЗАЩИТЫ КУЛЬТУРНЫХ ЦЕННОСТЕЙ В РОССИИ ВО ВТОРОЙ ПОЛОВИНЕ XX-НАЧАЛЕ XXI ВЕКА 387.5 KB
  Целью работы является анализ действующего законодательства о культурных ценностях через усвоение предпосылок его формирования, в том числе исторических, установленный правовой режим в целом для выработки понимания закономерностей развития и перспектив повышения эффективности регулирования рассматриваемых отношений.
85427. ИДЕИ ЛИБЕРАЛИЗМА В ПОЛИТИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ СОВРЕМЕННОЙ РОССИИ 503.5 KB
  Актуальность темы. Анализируя содержание и тенденции политических процессов в России, в историческом движении которой сталкивались противоречия собственного развития, традиции и новаторство, можно утверждать, что политические процессы явились ключевыми факторами в развитии и организации общества.
85428. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ И СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ КОМАНДИРА МСВ НА ФОНЕ ТАКТИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ 4.16 MB
  Кроме того, в настоящее время поле боя помимо ширины и глубины стало характеризоваться и третьим параметром — воздушным пространством, т. е. приобрело объемный характер, поскольку действия не только соединений и частей, но подразделений поддерживаются авиацией, а батальоны и роты к тому же мог применяться в качестве воздушных десантов.