КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Методика вимірювання та опис установки
На тверду кульку, що падає у в’язкій рідині, діють три сили: сила тяжіння кульки , виштовхувальна сила , що визначається за законом Архімеда, і сила опору рухові кульки з боку рідини, яка зумовлена внутрішнім тертям рідини (рис. 2). Основну роль тут відіграє не тертя кульки об рідину, а взаємне тертя окремих шарів рідини. Найближчий до поверхні кульки шар рідини ніби прилипає до неї і рухається зі швидкістю кульки, інші шари – з дедалі меншою швидкістю. Якщо кулька падає в рідині, нескінченій у всіх напрямках, не залишаючи після себе ніяких завихрень, то за законом Стокса сила опору прямо пропорційна першому степеню швидкості; коефіцієнту в’язкості та лінійним розмірам кульки: F=6πηr υ,(6) де υ - швидкість руху кульки; r – її радіус; η – коефіцієнт в’язкості рідини. Усі три сили, що діють на кульку, яка рухається у рідині, направлені вздовж вертикалі. Сила тертя зі збільшенням швидкості кульки зростає. При певних швидкостях руху кульки алгебраїчна сума трьох сил дорівнює нулю, тобто кулька рухається з постійною швидкістю. Для цього випадку справедливе співвідношення
mg – FA – F = 0, або , (7)
де ρ – густина кульки; ρ1 – густина рідини. Розв’язавши рівняння (7) відносно коефіцієнта внутрішнього тертя, одержимо: . (8) Зрозуміло, що забезпечити рух кульки в нескінченому середовищі практично неможливо, оскільки розміри посудини, в якій знаходиться рідина, скінченні. Тому при визначенні коефіцієнта в’язкості потрібно врахувати наявність стінок посудини. У нашому випадку, коли кулька рухається в рідині, що знаходиться в циліндричній посудині радіусом R, при врахуванні наявності стінок . (9)
Установка (рис.3) для визначення коефіцієнта в’язкості рідини методом Стокса - це прозора циліндрична посудина, закріплена на штативі. Зверху посудина закрита кришкою з одворотом, до якої прикріплений пристрій для виймання кульки. На стінці посудини нанесено дві мітки.
Відстань між мітками дорівнює 30 – 40см, а між поверхнею рідини і верхньою міткою 10 – 12см. Для обчислення коефіцієнта в’язкості рідини визначають радіус кульки за допомогою вимірювального мікроскопа або мікрометра; внутрішній радіус посудини – за допомогою штангенциркуля; відстань між верхньою і нижньою мітками на посудині – за допомогою мірної лінійки; час, за який кулька проходить відстань l, за допомогою секундоміра, який включається в момент проходження її через верхню мітку. Швидкість руху кульки визначається як υ= l / t. Густина кульки і густина рідини визначаються з таблиці.
Дата добавления: 2015-06-26; Просмотров: 342; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |