Lab_13_otchet

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ

МИНИСТЕРСТВО науки и высшего образования РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра общей и технической физики

Отчет по лабораторной работе №13

По дисциплине Физика

(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)

Тема: Определение коэффициента вязкости жидкости

Автор: студент гр. СПС-18 ______________ Спиридонова М. А.

(подпись) (Ф.И.О.)

ОЦЕНКА: _____________

Дата: 5 марта 2019

ПРОВЕРИЛ _доцент _____________ /Ломакина Е.С. /

(должность) (подпись) (Ф.И.О.)

Санкт-Петербург

2019

Цель работы: определить коэффициент вязкости жидкости методом Стокса.

Краткие теоретические сведения:

1. Явление, изучаемое в лабораторной работе - вязкость.

2. Основные определения:

Вязкость - свойство текучих тел (жидкостей и газов) оказывать сопротивление перемещению одного слоя вещества относительно другого.

Скорость – физическая величина, равная отношению перемещения к промежутку времени, за которое это перемещение произошло.

Градиент скорости – быстрота изменения скорости по мере изменения расстояния между слоями (по перпендикуляру).

Сила – это физическая векторная величина, являющаяся мерой воздействия на данное тело со стороны других тел или полей.

3. Законы и соотношения (использованные при выводе расчетной формулы):

Сила вязкого трения - это сила, которая возникает в слоях жидкости (газа) и стремится уровнять скорости течения в потоке, передавая импульс (количество движения) от быстротекущих слоев жидкости или газа более медленным слоям.

Где S – площадь соприкосновения слоев,

Сила тяжести - это сила, действующая на любое материальное тело, находящееся вблизи поверхности Земли или другого астрономического тела:

где m - масса тела, = кг

- ускорение свободного падения,

Закон Архимеда - на тело, погружённое в жидкость (или газ), действует выталкивающая сила, равная весу жидкости (или газа) в объёме погруженной части тела:

где - плотность жидкости или газа, в которое погружено тело, =

V- объем тела, =

Закон Стокса - это закон, определяющий силу сопротивления F, испытываемую твёрдым шаром при его медленном поступательном движении в неограниченной вязкости жидкости.

;

где - скорость движения шарика, [ ] = м/с,

- радиус шарика, [ ] = м

ŋ -коэффициент вязкости жидкости, [ŋ]= Па с

Основные расчетные формулы:

1.Скорость при равномерном движении:

, м/с

где l - длина участка пути, =м

t - время прохождения шариком участка пути, =c

2.Коэффициент вязкости жидкости:

Па с

где - радиус шарика, [ ] = м,

- плотность шарика, [ ] = кг/м³

- плотность жидкости, [ ] = кг/м³

- ускорение свободного падения,

Среднее значение коэффициента вязкости жидкости

, Па с

где - номер измерения

- значение коэффициента вязкости жидкости -того измерения, [ ]=Па с

Схема установки:

- сила тяжести, [ ] = Н;

- сила внутреннего трения, [ ] = H;

- выталкивающая сила, [ ] = H.

Таблица 1. Результаты измерений

Физ.величина
Ед. измерения Номер опыта
1	20,2		11,35	90	2	4,70	0,30	0,064	1,44	1,27
2			7,80	80	1	26,00		0,012	1,27
3			7,80	120	15	11,32		0,027	1,25
4			11,35	80	1	15,60		0,019	1,20
5			11,35	100	13	11,20		0,027	1,37
6			11,35	105	13	8,90		0,034	1,13

Примеры вычислений:

1)Исходные данные:

l=0,3 м

t= 20,2 ºC

ρ_{(касторовое масло)}= 960

ρ_{(свинец)}= 11350

ρ_(сталь)= 7800

2)Погрешности прямых измерений:

= 0,1 ^oC;

_∆r1= 0,025 мм, _{∆r2= 0,0125 мм} ;

=0,0005 м;

∆t = 0,01 с.

3)Вычисления:

= 1,27 Па*с

= 12,95 с

4. Погрешности косвенных измерений:

_{Отклонение экспериментального значения вязкости жидкости от теоретического:}

|0,98-1,27| / 0,98 * 100% = 29,59%

Вывод: В результате опыта мы получили следующее среднее значение коэффициента вязкости жидкости с использованием метода Стокса: Коэффициент вязкости (полученный)= 1,27±0,04 Па . Коэффициент вязкости (теоретический) = 0,98 Па . Отклонение полученного значения от теоретического равно 29,59%