да, но не очень да. Движение тел в диссипативной среде
 Скачать 15.22 Kb.
|
|
МИНОБРНАУКИ РОССИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «ЛЭТИ» ИМ. В.И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА) Кафедра ЭА ОТЧЕТ по лабораторной работе №1 по дисциплине «Физика» Тема: Движение тел в диссипативной среде
Санкт-Петербург 2020 Цель работы: Исследование процессов рассеивания энергии в диссипативной среде на примере скорости движения тела в жиздкой среде, определение основных характереистик диссипативной системы Приборы и принадлежности: цилиндрический сосуд с жидкостью, металлические шарики, анатомические весы, линейка, секундомер. В работе используется цилиндрический сосуд (рис 1), на котором нанесени метки. Измеряя расстояние между метками и время падения шарика в жидкости, можно определить скорость его падения. Шарик опускается в жидкость через выпускается патрубок, расположеной в крышке цилиндра. Исследование закономерности: Сила сопротивления движения в вязкой среде. В вязкой среде на движущиеся тело действует сила сопротивление, направленная против скорости тела, при небольших скоростях (существенно меньших скорости распространения звуковых волн в данной среде) это сила обусловлена вязким трением между слоями среды и пропорцианальна скорости тела : FT=-r*v где r – коэфициентсопротивления, зависящий от фомы, размеров тела и от вязкости среды. v - скорость движения тела Для шара радиуса R коэфициент сопротивления определяется формулой r= π6ȠR. При движения тела вязкой среде происходит рассеивание(диссипация) его кинетической энергии. Слой жидкости находится на разном расстоянии от движущегося тела имеют различную скорость. Слой жидкости, находящийся в непосредственной близости от поверхности движущегося тела, имеет ту же скорость, что и тело по мереудаления скорость частиц жидкости уменьшается. В этом состоит явление вязкого трения в результате которого энергия тела передаётся слоями окружающей среды в направлении перпендикулярном движению тела. Движение тела в диссипативной среде. Движение тела массой m под действием тяжести F при наличии сопротивления средыописывается следующим уравнением  В данной работе тело движется под действием силы тяжести уменьшенной в результатедйствия выталкивающий силы архимеда, т. е.  Где Фс и Фm плотность среды и тела, соответственно. Таким образомуравнения движения преобразуется к виду:  Если начальная скорость движения тела равна нулю то равна и сила сопротивления, поэтому началбное ускорение  С увеличением скорости сила сопротивление возрастает, ускорение уменьшается,обращаясь в 0 при равенстве движущей силы и силы сопротивления. Дальше тело движется равномерно с установившейся скоростью v(теоритическая для достижения устаовившийся скорости требуется бесконечно большое время)  Решение уравнения движения при нулдевой начальной скорости выражается формулой:  где r – время релаксации. Соответсвующая зависимость скорости движения тело диссипативнеой от времени (рис.2) Время релаксации r можно определить разнличным способом. Например из графика на рис. 2 следует что если бы тело двигалось всё время равномерно с ускорением равнымначальному ускорению a0 то оно достигло бы установившейся скорости за время равное t. Превращение энергии в диссипативной среде Полная энергия движения тела в призвольной мгновение времени определяется:  где h – высота расположения тела над одном сосуда. В установившиеся режима. Передача энергии жидкой среды, окружающей движущегося тела происходит за счёт совершаются работы против сил трения. Энергия при этом превращается в тепло и идёт процесс диссипации энергии. Скорость диссипатии энергии (мощность потерь) в установившиеся режиме:  учитывая что m/`r=r, получим уравнение балона энергии на участке устоновившегося движения  Протокол наблюдений Лабораторная работа №1 Исследование движение тел в диссипативной среде Таблица №1
Таблица №2
Обработка результатов По полученным данны расчитываем скорость движения v для каждого шарика. Формула для расчёта скорости движения  где Δ h расстояние между метками t – время прохождения шарикм расстояния Δh между метками в сосуде. Задачи. Ход работы Вывод: в ходе лабораторной работы мы измерили необходимые параметры, научились пользоваться оборудованием и изучили тему по которой провели лабораторную работу | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
