физика м13. Отчет по лабораторной работе 13 Определение коэффициента вязкости жидкости Выполнил студент группы апм19 Шишко Р. И

• Название: Отчет по лабораторной работе 13 Определение коэффициента вязкости жидкости Выполнил студент группы апм19 Шишко Р. И
• Анкор: физика м13
• Дата: 26.08.2022
• Размер: 69.83 Kb.
• Имя файла: Opredelenie_vyazkosti_zhidkosti_Shishko.docx
• Тип: Отчет; #653610

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ



МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ОТЧЕТ

по лабораторной работе № 13

Определение коэффициента вязкости жидкости


Выполнил студент группы АПМ-19 Шишко Р.И.

Проверил: Ассистент Силиванов М.О.

Санкт-Петербург

2019 год

Цель работы:

Определить коэффициента вязкости жидкости методом Стокса

Краткое теоретическое содержание:

Вязкость (внутренне трение) - свойство текучих тел (жидкостей или газов) оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой.

Коэффициент вязкости – коэффициент, характеризующий данную жидкость.

Сила трения – сила, возникающая между соприкасающимися телами при их относительном движении.

Сила тяжести – сила, с которой тело действует на опору или растягивает подвес.

Выталкивающая сила (сила Архимеда) – сила, действующая на тело, погруженное в жидкость.

Градиент скорости – это отношение , которое показывает, как быстро меняется скорость при переходе от слоя к слою в направлении y, перпендикулярном направлению движения слоев.

Сила трения между плоскими слоями при их движении согласно закону Ньютона равна:

где  - коэффициент пропорциональности, называемый коэффициентом вязкости или динамической вязкостью; S - площадь соприкосновения слоев, - разница в скорости между соседними слоями, - расстояние между соседними слоями.

Соотношение силы трения шарика с его скоростью и радиусом при малых значениях скорости выражается следующей формулой:

,

где - коэффициент вязкости, r- радиус шарика, - скорость движения шарика;

По второму закону Ньютона:



где Р- сила тяжести, действующая на шарик, F_А- сила Архимеда, F_тр- сила внутреннего трения;

Сила тяжести вычисляется по формуле:



где p_м - плотность материала шарика; V – объем шарика;

Выталкивающая сила по закону Архимеда:



где p_ж – плотность жидкости.

С хема установки

Рисунок 2. Силы, действующие на шарик, падающий в жидкости.

- сила внутреннего трения, Н

- выталкивающая сила, Н

P – сила тяжести, Н

Основные расчетные формулы



где - коэффициент вязкости, Па·с

r - радиус шарика, м

- скорость движения шарика, м/с

- плотность жидкости, кг/м³

- плотность материала шарика, кг/м³



где V – скорость падения шарика, м/c

l – длина участка пути, м

t – время прохождения пути, с

Исходные данные

P_св = 1,135 ∙ 10³кг/м³

P_ст = 7,8 ∙ 10³ кг/м³

P_масла = 0,96 ∙ 10³кг/м³

g = 9,8 м/с²

T = 19 ℃

L=360 мм

Погрешность прямых измерений



Погрешность косвенных измерений

Косвенная погрешность коэффициента вязкости жидкости:



Таблица 3. Результаты измерений

Физическая величина	T	Pж	P	d	r	t	l	v		
Ед. измерения № Опыта	℃	кг/м3	кг/м3	м	м	с	м	м/с	Па∙с	Па∙с
1	19,4	0,96	7,8	41	205	7,5	0,36	48	1,27	17
2	19,4	0,96	7,8	39	195	7,81	0,36	46	1,31	17
3	19,4	0,96	7,8	27	135	14,5	0,36	25	0,61	17
Продолжение таблицы 3. Результаты измерений
Физическая величина	T	Pж	P	d	r	t	l	v		
Ед. измерения № Опыта	℃	кг/м3	кг/м3	м	м	с	м	м/с	Па∙с	Па∙с
4	19,4	0,96	11,35	32	16	8,15	0,36	44	0,89	17
5	19,4	0,96	11,35	29	145	9,29	0,36	39	0,87	17
6	19,4	0,96	11,35	15	75	20,62	0,36	18	0,56	17

Пример расчета № 1:





Расчет косвенных погрешностей

Расчет среднего значения коэффициента вязкости жидкости:



Косвенная погрешность:


Результат



Вывод

В данной лабораторной работе был определен коэффициент вязкости жидкости. С помощью опытов с стальными и свинцовыми шариками получилось узнать, что скорость шарика зависит от его размера и плотности. При с равнение с табличным значением получилось небольшое расхождение.