Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Вязкости методом Стокса





Цель работы: определить динамический коэффициент вязкости жидкости, изучая падение шарика в ней.

Методика эксперимента

Метод Стокса заключается в измерении скорости падения в жидкости медленно движущихся небольших тел сферической формы. В данной работе таким телом является шарик, помещенный в цилиндрический сосуд, который может поворачиваться в вертикальной плоскости.

На шарик, падающий в жидкости вертикально вниз, действуют три силы (рис. 2.4): сила тяжести ; сила Архимеда ; сила сопротивления среды .

Стокс экспериментально установил, что при движении шарика радиусом r со скоростью v относительно среды, сила сопротивления равна:

. (2.21)

Сила тяжести вычисляется по формуле:

, (2.22)

где r – радиус шарика; - объём шарика; r0 – его плотность.

Сила Архимеда определяется следующим образом:

, (2.23)

где r - плотность жидкости; V – объём шарика.

В начале движения скорость шарика будет возрастать, следовательно, будет возрастать сила сопротивления среды (см. (2.21)). Возрастание скорости продолжается до тех пор, пока сила тяжести не уравновесит две другие силы. В дальнейшем устанавливается равномерное движение (), будет выполняться равенство:

. (2.24)

Подставляя в (2.24) выражения для сил (2.21), (2.22) и (2.23), получим:

.
Из последнего равенства находим коэффициент вязкости:

,
где 4 r 2 = d 2 (d – диаметр шарика); (l – путь, пройденный шариком с постоянной скоростью v, t – время падения шарика).

Окончательная расчетная формула для определения динамического коэффициента вязкости методом Стокса имеет вид:

. (2.25)

Порядок выполнения работы

1. Масштабной линейкой измерить однократно расстояние l между метками А и В. (см. рис. 2.5).

2. Повернуть сосуд так, чтобы шарик оказался в удлиненном конце сосуда.

3. Когда шарик начнет падать и достигнет отметки А, включить секундомер. Внимание! Шарик не должен двигаться вдоль стенок сосуда.

4. Секундомер выключить, когда шарик достигнет отметки В. Записать время t прохождения шариком расстояния АВ в таблицу 2.3.

5. Повторить пункты 2 - 4 пять раз.

Примечание. Диаметр шарика измерен штангенциркулем, его значение приведено на установке.

Таблица 2.3

  l, м t, c параметры, постоянные e Dh
        d = м r0 = кг/м3 r = кг/м3 g = 9, 81 м/с2      
   
   
   
   

 

Обработка результатов измерений

1. Вычислить среднее значение времени движения шарика .

2. По формуле (2.25) рассчитать среднее значение динамического коэффициента вязкости , подставляя среднее значение времени .

3. Вычислить относительную погрешность определения динамического коэффициента вязкости по формуле:

.

4. Рассчитать абсолютную погрешность определения динамического коэффициента вязкости по формуле: .

5. Записать результат в виде ед. изм.

6. Сделать вывод по проделанной работе.

Контрольные вопросы

1. Дайте определение динамического коэффициента вязкости.

2. В каких единицах измеряется динамический коэффициент вязкости?

3. В чём различие механизма внутреннего трения в жидкости и газе? Как зависит вязкость газов и жидкостей от температуры?

4. Запишите условие равновесия сил при равномерном падении шарика в вязкой жидкости.

5. Выведите расчетную формулу (2.25) для определения динамического коэффициента вязкости.







Дата добавления: 2014-11-10; просмотров: 3194. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!




Картограммы и картодиаграммы Картограммы и картодиаграммы применяются для изображения географической характеристики изучаемых явлений...


Практические расчеты на срез и смятие При изучении темы обратите внимание на основные расчетные предпосылки и условности расчета...


Функция спроса населения на данный товар Функция спроса населения на данный товар: Qd=7-Р. Функция предложения: Qs= -5+2Р,где...


Аальтернативная стоимость. Кривая производственных возможностей В экономике Буридании есть 100 ед. труда с производительностью 4 м ткани или 2 кг мяса...

МЕТОДИКА ИЗУЧЕНИЯ МОРФЕМНОГО СОСТАВА СЛОВА В НАЧАЛЬНЫХ КЛАССАХ В практике речевого общения широко известен следующий факт: как взрослые...

СИНТАКСИЧЕСКАЯ РАБОТА В СИСТЕМЕ РАЗВИТИЯ РЕЧИ УЧАЩИХСЯ В языке различаются уровни — уровень слова (лексический), уровень словосочетания и предложения (синтаксический) и уровень Словосочетание в этом смысле может рассматриваться как переходное звено от лексического уровня к синтаксическому...

Плейотропное действие генов. Примеры. Плейотропное действие генов - это зависимость нескольких признаков от одного гена, то есть множественное действие одного гена...

Уравнение волны. Уравнение плоской гармонической волны. Волновое уравнение. Уравнение сферической волны Уравнением упругой волны называют функцию , которая определяет смещение любой частицы среды с координатами относительно своего положения равновесия в произвольный момент времени t...

Медицинская документация родильного дома Учетные формы родильного дома № 111/у Индивидуальная карта беременной и родильницы № 113/у Обменная карта родильного дома...

Основные разделы работы участкового врача-педиатра Ведущей фигурой в организации внебольничной помощи детям является участковый врач-педиатр детской городской поликлиники...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2025 год . (0.01 сек.) русская версия | украинская версия