Лабораторная работа 81 Определение динамического коэффициента вязкости методом Стокса
 Скачать 35.78 Kb.
|
|
Лабораторная работа 8-1 Определение динамического коэффициента вязкости методом Стокса Цель работы: Определить динамический коэффициент вязкости жидкости, изучая падение шарика в ней. Методика и техника эксперимента М  етод 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: сила тяжести  ; сила Архимеда  ; сила сопротивления среды  .Стокс экспериментально установил, что при движении шарика радиусом r со скоростью v относительно среды, сила сопротивления равна  . (1)Сила тяжести вычисляется по формуле  , (2)где r– радиус шарика;  – объем шарика;  – его плотность.Сила Архимеда определяется следующим образом:  , (3)где  – плотность жидкости;  – объём шарика.В начале движения скорость шарика будет возрастать, следовательно, будет возрастать сила сопротивления среды [см. формулу (1)]. Возрастание скорости продолжается до тех пор, пока сила тяжести не уравновесит две другие силы. В дальнейшем устанавливается равномерное движение (  ,  ),будет выполняться равенство: . (4)Подставляя в формулу (4) выражения для сил (1), (2) и (3), получим:  .Из последнего равенства находим коэффициент вязкости  ,где  ( – диаметр шарика);  ( – путь, пройденный шариком с постоянной скоростью  ;  – время падения шарика).Окончательная расчетная формула для определения динамического коэффициента вязкости методом Стокса имеет вид:  . (5)Порядок выполнения работы 1  . Масштабной линейкой измерить однократно расстояние l между метками А и В. 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 прохождения шариком расстояния АВ в таблицу.5. Повторить пункты 2 – 4 пять раз. Примечание. Диаметр шарика измерен штангенциркулем, его значение приведено на установке.
Обработка результатов измерений     Контрольные вопросы и задания 1. Физическая характеристика жидкости, зависит от рода жидкости и её температуры. 2.  3. Механизм внутреннего трения в жидкостях и газах заключается в том, что хаотически движущиеся молекулы переносят импульс из одного слоя в другой, что приводит к выравниванию скоростей. В отличие от жидкостей, вязкость газов увеличивается с увеличением температуры, у жидкостей она уменьшается при увеличении температуры. |
