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

Вывод рабочей формулы. Одним из способов определения коэффициента вязкости жидкости является метод Стокса





Одним из способов определения коэффициента вязкости жидкости является метод Стокса. Он основан на определении силы сопротивления, действующей на свободно падающий в жидкости металлический шарик.

На шарик, падающий в жидкости, действуют три силы: сила тяжести =mg, сила вязкого трения (сопротивления) и выталкивающая сила (архимедова сила). С увеличением скорости сила сопротивления возрастает и с некоторого момента шарик станет двигаться равномерно. Условие равномерного падения шарика в жидкости

.

Свяжем ось OУ с направлением движения шарика. Тогда уравнение движения шарика в проекции на эту ось принимает вид:

P - Fc - Fa= 0

При движении шарика в жидкости играет роль трение отдельных слоев жидкости друг о друга, так как ближайший к поверхности шарика слой жидкости имеет ту же скорость, что и шарик – жидкость прилипает к нему. Другие же слои имеют тем меньшую скорость, чем дальше находятся они от шарика. Поэтому сила сопротивления движению шарика будет зависеть не только от его скорости и размеров, но и от вязкости жидкости.

По закону Стокса сила сопротивления прямо пропорциональна первой степени скорости, коэффициенту вязкости и линейным размерам тела. Для шара движущегося в вязкой жидкости, по закону Стокса сила сопротивления

Fc = 6π η r υ;,

где η; – коэффициент вязкости жидкости; r – радиус шара; υ – скорость его движения.

Выряжая массу шарика и выталкивающую силу через соответствующие плотности, и размеры шарика, а также скорость шарика через пройденный путь и время, получим рабочую формулу

(1)

где ρ; – плотность шарика (ρ; =7800 кг/м3); ρж – плотность жидкости (ρж =1260 кг/м3); d – диаметр шарика; t – время движения шарика; l – путь, пройденный шариком за время t при равномерном движении; g – ускорение свободного падения.

Порядок выполнения работы

1. Бросьте шарик в цилиндрический сосуд (рис.2) и определить на глаз точку, начиная с которой шарик начинает двигаться равномерно. Установить верхнюю метку на 2-3 см ниже этой точки. Рулеткой или линейкой измерить расстояние между верхней К и нижней N метками.

2. Микрометром измерить диаметр d стального шарика. Измерение повторить не менее пяти раз в разных направлениях.

3. Опустить шарик в жидкость в центре цилиндра и внимательно следить за его прохождением мимо метки К. Глаз при этом должен фиксировать совпадение метки по всей окружности цилиндра. Включить секундомер в момент прохождения шариком метки К и выключить его в момент прохождения шариком метки N. Показания секундомера занести в таблицу. Шарик вытащить из жидкости при помощи магнита. Опыт повторить 5 раз.

Таблица 1.

Результаты записать в таблицу

№ п.п. l, м d, м t, с η;,кг/м·с Δη;,кг/м·с ε;, %
             
           
           
           
           
Середнее значение          

Обработка результатов

1. По формуле (1) вычислить значение η;, подставляя значения d и l. Данные занести в таблицу 1.

2. Определить среднее значение измеренных величин.

3. Определить среднее значение коэффициента вязкости:

.

4. Определить абсолютною погрешность отдельного косвенного измерения:

,

где Δd = 0,01 мм; Δl = 0,5 мм; Δt = 0,01 с.

5. Определить среднее значение абсолютной погрешности:

.

6. Подсчитать относительную погрешность измерения:

.

7. Полученный результат представить в виде

ηистср±Δηср.

Контрольные вопросы

1. Запишите формулу для силы вязкого трения.

2. Какой физический смысл имеет коэффициент вязкости?

3. Как зависит коэффициент внутреннего трения газов и жидкостей
от температуры? Объясните эту зависимость на основе молекулярно-кинетической теории строения вещества.

4. В чем различие механизма возникновения внутреннего трения в газах и жидкостях?

5. Объясните механизм возникновения силы внутреннего трения, действующей на шарик, который движется в вязкой среде.

6. Как изменяется скорость шарика при падении в жидкости?

8. Выведите формулу для расчета коэффициента вязкости.

9. В чем сущность использованного в работе определения вязкости.

 

 







Дата добавления: 2015-10-15; просмотров: 6695. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!




Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...


Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...


ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при ко­торых тело находится под действием заданной системы сил...


Теория усилителей. Схема Основная масса современных аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств выполняется на специализированных микросхемах...

Виды нарушений опорно-двигательного аппарата у детей В общеупотребительном значении нарушение опорно-двигательного аппарата (ОДА) идентифицируется с нарушениями двигательных функций и определенными органическими поражениями (дефектами)...

Особенности массовой коммуникации Развитие средств связи и информации привело к возникновению явления массовой коммуникации...

Тема: Изучение приспособленности организмов к среде обитания Цель:выяснить механизм образования приспособлений к среде обитания и их относительный характер, сделать вывод о том, что приспособленность – результат действия естественного отбора...

КОНСТРУКЦИЯ КОЛЕСНОЙ ПАРЫ ВАГОНА Тип колёсной пары определяется типом оси и диаметром колес. Согласно ГОСТ 4835-2006* устанавливаются типы колесных пар для грузовых вагонов с осями РУ1Ш и РВ2Ш и колесами диаметром по кругу катания 957 мм. Номинальный диаметр колеса – 950 мм...

Философские школы эпохи эллинизма (неоплатонизм, эпикуреизм, стоицизм, скептицизм). Эпоха эллинизма со времени походов Александра Македонского, в результате которых была образована гигантская империя от Индии на востоке до Греции и Македонии на западе...

Демографияда "Демографиялық жарылыс" дегеніміз не? Демография (грекше демос — халық) — халықтың құрылымын...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2025 год . (0.009 сек.) русская версия | украинская версия