ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 5 по физике. Законы течения идеальной жидкости студент группы
 Скачать 191.09 Kb.
|
|
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 5: ЗАКОНЫ ТЕЧЕНИЯ ИДЕАЛЬНОЙ ЖИДКОСТИ Студент группы______________________________________________ Допуск________________Выполнение______________Защита_____________ Цель работы: Знакомство с компьютерной моделью течения идеальной жидкости. Экспериментальная проверка уравнений неразрывности и Бернулли. Экспериментальное определение расхода жидкости Основные теоретические сведения Идеальной жидкостью называется жидкость, в которой отсутствует внутреннее трение. Линией тока называется мысленно проведённая в потоке линия, касательная к которой в любой её точке совпадает по направлению с вектором скорости жидкости в этой точке. Трубкой тока называется поверхность, образованная линиями тока, которые проведены через все точки замкнутого контура Давлением  жидкости называется физическая величина, определяемая нормальной силой, действующей со стороны жидкости на единицу площади: Если жидкость несжимаема, то её плотность не зависит от давления. Тогда при поперечном сечении S столба жидкости на глубине  при плотности вес будет равен  , а давление на нижнее основание равно которое называется гидростатическим давлением. Уравнение неразрывности для несжимаемой жидкости имеет вид:  Уравнение Бернулли:  где называется статическим давлением,  – динамическим давлениемДля горизонтальной трубки тока (  ) уравнение Бернулли принимает вид и называется полным давлением Из уравнения (5) следует, что давление и скорость течения жидкости в двух точках 1 и 2 на одной и той же при тока связаны соотношением:  Расходом жидкости называется объём жидкости Q, протекающий за 1 с через поперечное сечение трубы  Пусть S1 и S, – площади поперечного сечения широкого и узкого участков трубы, а  - статические давления в этих сечениях трубы, измеряемые с помощью манометрических трубок. Тогда уравнение Бернулли можно записать в виде: Так как жидкость несжимаема, то  ,  С другой стороны:  , и  Отсюда получим:  Задание Внимательно рассмотрите окно опыта. Найдите все регуляторы и другие основные элементы. Зарисуйте в свой конспект схему опыта  Установите с помощью мыши одинаковое значение диаметров трубы d = d = d; на все, трёх её участках, равное величине D, указанное в таблице 1 для вашей бригады. С помощью миллиметровой линейки измерьте всю длину трубы от левого края окна опыта до правого  и её диаметр  Определите модельную» длину трубы  , по формуле  и запишите эти значения в таблицуЗафиксируйте свое внимание на одной из пяти штриховой линии в жидкости (5 тёмных горизонтальных линий в трубе), находящейся на входе в трубу и одновременно включите секундомер. Не выпуская из внимания выделенную линию и сопровождая визуально её течение по трубе, выключите секундомер в момент прохождения ей выходного сечения трубы. Запишите это время в таблицу Проделайте этот опыт 10 раз и каждое значение  , запишите в таблицуЗапишите в таблицу 2 значения  С помощью курсора мыши установите второе, одинаковое для всех трёх секций трубы, значение диаметра  ), указанное в таблице 1 для вашей бригады, и повторите измерения по пп. 1-7Обработка результатов По формуле  определите скорость течения жидкости в каждом опыте и её среднее значение  и  По формуле  определите экспериментальное (модельное) значение ускорения свободного падения.По формуле  проверьте выполнение в вашем опыте уравнения неразрывности.По последней формуле в теоретических сведениях рассчитайте объём жидкости, протекающей через сечение трубы за 1 с Определите погрешность проведённых измерений. Измерение Для  :      Для       
 Проверка уравнения неразрывности:   Измерение погрешностей: Для  :       Для :      Вопросы и задания для самоконтроля За одинаковый временной интервал в трубку тока втекает и вытекает равное количество жидкости        Статическое давление определяет потенциальную энергию 1 м3 воздуха в рассматриваемом сечении. Оно равно давлению на стенки воздуховода  Динамическое давление – кинетическая энергия потока, отнесённая к 1 м3 воздуха  Полное давление равно сумме статического и динамического давления Закон Паскаля - давление на поверхность жидкости, произведенное внешними силами, передается жидкостью одинаково во всех направлениях Закон Архимеда — закон статики жидкостей и газов, согласно которому на всякое тело, погруженное в жидкость (или газ), действует со стороны этой жидкости (или газа) выталкивающая сила, равная весу вытесненной телом жидкости (газа) и направленная по вертикали вверх При ламинарном течении жидкости все частицы жидкости перемещаются равномерно по параллельным траекториям, наблюдается при значении критерия Рейнольдса меньше 2320. При турбулентном течении жидкости наблюдается неупорядоченное движение частиц при котором отдельные из них движутся по замкнутым хаотическим траекториям, в то время как вся масса жидкости движется в одном направлении. В турбулентном потоке происходят пульсации скоростей, частицы получают поперечное перемещение, что приводит к интенсивному перемешиванию потока. Критерий Рейнольдса больше 10000 Критерием Рейнольдса  Свойство текучих тел (жидкостей и газов) оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой  | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
