Ход работы

Задание 1. Определение коэффициента упругости пружины статическим методом.

Закрепите в штативе одну из предложенных пружин. Подвесьте на нее груз определенной массы. Измерьте длину растяжения пружины х. По формуле k = mg / х рассчитайте коэффициент жесткости пружины k. Данные 5 экспериментов занесите в таблицу. Эксперимент проделайте с другими грузами и пружиной. Оцените погрешность. Постройте графическую зависимость mg = f(х). Проверьте зависимость k = tgα.

Задание 2. Определение коэффициента упругости пружины путем измерения периода собственных колебаний маятника.

Закрепите маятник в штативе. Выведите груз из положения равновесия (амплитуда А_о) и отпустите его без толчка. Отметьте это положение (А_о) по линейке. Включив секундомер, одновременно с выведением груза из положения равновесия отсчитайте 50 полных колебаний маятника и зафиксируйте конечную амплитуду А_n. Вычислите период колебаний маятника по формуле Т = t / n и коэффициент упругости пружины, используя уравнение (7). Проделайте аналогичные измерения для нескольких грузов разной массы и определите среднее значение k для данной пружины. Оцените погрешность. Сравните результаты для k по Заданиям 1 и 2

Задание №3. Определение логарифмического декремента затухания, коэффициента затухания и коэффициента сопротивления среды.

Подвесив к пружине груз, определите период колебаний по заданию №2 (формула (7)). Зная число колебаний n, амплитуды А_о и А_n, по формуле (13) рассчитайте логарифмический коэффициент затухания Θ и коэффициент затухания δ. Используя уравнение (10), определите коэффициент сопротивления r. Проделайте измерения несколько раз. Найдите средние значения Т, Θ, δ, r. Оцените погрешность. Сделайте выводы.

Задание 4. Определение добротности механической системы - пружинного маятника.

Используя результаты измерений по Заданию 3 и уравнение (14), определите добротность системы Q. Сделайте выводы.

Примечание: Логарифмический декремент затухания можно найти другим методом. Вывести маятник из положения равновесия, отметить его начальную амплитуду А_о; измерить время t, в течение которого амплитуда уменьшится в два раза: A(t) = A₀/2. Измерение провести при разных значениях отклонения. Вычислить логарифмический декремент по формуле:

Лабораторная работа № 8 определение коэффициента внутреннего трения по методу стокса

Вопросы допуска

1. Что такое вязкость? Объясните возникновение вязкого трения в жидкости. Физический смысл динамической вязкости.

2. Какая сила действует на шарик, движущийся в жидкости?

3. Запишите уравнение движения шарика в жидкости.

4. Почему, начиная с некоторого момента времени, шарик движется равномерно?

5. Единицы измерения вязкости в системе СИ и СГС. Как они связаны между собой?

6. Чем отличается ламинарное движение жидкости от турбулентного?

Контрольные вопросы

1. Что называется коэффициентом кинематической вязкости? Каков физический смысл кинематической вязкости?

2. Какая вязкость измеряется в работе: динамическая или кинематическая? Ответ обосновать.

3. Как изменяется вязкость жидкости с повышением температуры?

4. Можно ли определить коэффициент вязкости газов методом, который используется в данной работе?

5. Как изменяется вязкость газов с повышением температуры?

6. Когда происходит в жидкости переход от ламинарного течения к турбулентному? Каким числом это характеризуется?

Литература: [1]; [2]; [4]; [9]; [11].

Цель работы: Изучить процесс движения тела в вязкой жидкости, выяснить причины возникновения вязкого трения, определить коэффициент внутреннего трения для глицерина. Определить число Рейнольдса для движения шарика в жидкости.

Приборы: стеклянная трубка, наполненная глицерином, стальной шарик, секундомер, линейка.