Определение коэффициента вязкости жидкости методом Стокса
Автор: AKarchigashev18 • Декабрь 18, 2021 • Лабораторная работа • 464 Слов (2 Страниц) • 374 Просмотры
Федеральное государственное автономное
образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ »
Институт цветных металлов и материаловедения
Кафедра фундаментального естественнонаучного образования
ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ № 6
Определение коэффициента вязкости жидкости методом Стокса
Преподаватель | Задворный А.Г. | |||
дата, подпись |
Студент | ЦМ18-08Б | Бурков Е.М. Карчигашев А.В | ||||
номер группы | дата, подпись |
Красноярск 2019
Цель работы: Определить коэффициент вязкости или внутреннего трения маловязких жидкостей (глицерин, касторовое масло) по скорости падения в них шарика.
Теоретическиесведения
На маленький шарик, свободно падающий в вязкой жидкости, действуют три силы:
Первая-сила тяжести:
[pic 1]
где r-радиус шарика
ρ2-плотность шарика
Вторая-выталкивающая сила (сила Архимеда):
[pic 2]
Где ρ1-плотность жидкости
Третья-сила сопротивления движению, определяется согласно закону Стокса по формуле:
[pic 3]
где ν- скорость слоев жидкости, тормозящим продвижение шарика
Равнодействующая всех сил, действующих на шарик, по второму закону Ньютона:
[pic 4]
Силы FA и mgпостоянны в условиях данного опыта, а ускорение зависит от скорости падения шарика. С возрастанием скорости шарика сила сопротивления его движению растет, результирующая сила уменьшается, уменьшается ускорение a. При достижении шариком некоторой скорости ν=ν0, результирующая сила и ускорение становятся равными нулю.
Далее шарик движется равномерно. Это движение называется установившемся. Это возможно при условии:
[pic 5]
Подставляя в эту формулу соответствующие значения из предыдущих, получим для коэффициента вязкости выражение:
[pic 6]
Считая, что при установившемся движении ν0=l/t, где l- путь равномерного(установившегося) движения шарика, получим:
[pic 7]
Выражаем радиус шарика через его диаметр: r=d/2, записываем рабочую формулу в виде:
[pic 8]
Если путь пройденный шариком, и плотности шарика и жидкости в ходе эксперимента не меняются, можно отдельно рассчитать величину:
[pic 9]
тогда запись рабочей формулы упроститься:
[pic 10]
Но стенки цилиндрического сосуда с радиусом R оказывают влияние на шарик, поэтому вводим поправочный коэффициент, связанный с влиянием стенок сосуда :[pic 11]
[pic 12]
Внутренний диаметр сосуда, D=40 мм
Плотность глицерина, ρ=1260 кг/м3
Плотность касторового масла,ρ=980 кг/м3
Плотность шарика,ρ=11300 кг/м3
Масса шарика, m=0,36 г
Ускорение свободного падения, g=9,81 м/с2
Порядок выполнения работы
1.Взяли несколько шариков различного размера. С помощью штангенциркуля измерили их диаметры по нескольким направлениям. Вычислили средние значения диаметров.
...