Опис установки
Прилад (рис.7.1) уявляє собою скляний циліндр, наповнений випробуваною в’язкою рідиною (мастилом). На циліндр одягнені два кільця АВ та СД. Кільця можуть переміщуватись вздовж труби. Відстань між ними вимірюється лінійкою, а час руху кульок секундоміром.
Рисунок 7.1 7.2 Теорія методу Стокса
На кульку, що вільно падає у в’язку рідину діють такі сили: Сила тяжіння
де r – радіус кульки, rк = 7800 кг/м3 – густина кульки, g – прискорення вільного падіння. Виштовхуюча сила Архімеда
де rр = 960 кг/м3 – густина рідини. Сила опору руху, зумовлена силами внутрішнього тертя між шарами рідини. При рухові кульки в рідині це сила Стокса
де h – коефіцієнт внутрішнього тертя, υ; – швидкість руху кульки, r – радіус кульки. Після занурення кульки в рідину рівнодіюча сил R, що діють на неї
Кулька рухається прискорено. По мірі зростання швидкості збільшується сила Стокса і настане мить, коли рівнодіюча R буде дорівнювати нулю. Згідно з першим законом Ньютона кулька рух кульки стане рівномірним. При цьому
Підстановка сил P, FА та Fо із виразів (7.1) ÷ (7.3) в (7.5) дає вираз для коефіцієнта внутрішнього тертя;
Швидкість рівномірного руху
|
, (7.1)
, (7.2)
, (7.3)
. (7.4)
. (7.5)
. (7.6)
. Одержуємо із (7.6) робочу формулу
. (7.7)
