Лаб 1 ИССЛЕДОВАНИЕ ДВИЖЕНИЯ ТЕЛ В ДИССИПАТИВНОЙ СРЕДЕ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ»

им. В.И. Ульянова (Ленина)»

кафедра физики

ОТЧЕТ

по лабораторной работе № 1

«ИССЛЕДОВАНИЕ ДВИЖЕНИЯ ТЕЛ В ДИССИПАТИВНОЙ СРЕДЕ»

Выполнил:

Группа №

Преподаватель:

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

ИССЛЕДОВАНИЕ ДВИЖЕНИЯ ТЕЛ В ДИССИПАТИВНОЙ СРЕДЕ

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Определение вязкости диссипативной среды (жидкости) по установившейся скорости движения шарика в ней, а также исследование процессов рассеяния энергии в диссипативной среде.

СХЕМА УСТАНОВКИ (с кратким описанием работы макета):

В работе используется цилиндрический сосуд, на боковой поверхности которого нанесены метки. Измеряя расстояние между метками и время движения шарика в жидкости между ними, можно определить скорость его падения. Шарик опускается в жидкость через впускной патрубок, расположенный в крышке цилиндра.

ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ

1. Расчетная формула для определения коэффициентa внутреннего трения (динамической вязкости среды): η= , где – константа, зависящая от плотности жидкости и материала шарика:

= 7,368338334.

2. Расчетная формула для определения коэффициентa сопротивления среды:

где - установившаяся скорость движения шарика.

3. Расчетная формула для определения мощности рассеяния:

где – сила Стокса.

4. Расчетная формула для определения числа Рейнольдса:

5. Расчетная формула для определения начальной скорости шарика:

.

6. Расчетная формула для определения количества теплоты, выделяющееся за счет трения шарика о жидкость, при его прохождении между двумя метками:

.

ВЫВОД ФОРМУЛ ПОГРЕШНОСТЕЙ

Погрешность прямых измерений:

,

где коэффициен Стьюдента для заданной доверительной вероятность и числа степеней свободы, средняя квадратичная погрешность среднего арифметического, которая в свою очередь вычисляется по формуле:

,

где n количество измерений.

Погрешность косвенных измерений:

Бланк протокола наблюдений

	1	2	3	4	5	θ
m, мг	110,37	120,75	160,17	189,21	200
t, с	0,7152858	0,7805804	0,7666482	0,7209806	0,7286304

		l, см		t, ̊C
0,997	2,7	30	25,1	20

Данные, конвертированные в СИ

	1	2	3	4	5	θ
m, кг	0.00011037	0.00012075	0.00016	0.000189	0.0002
t, с	0,7152858	0,7805804	0,7666482	0,7209806	0,7286304

		l, м		t, ̊K
997	2700	0.3	0,251	293.13

Обработка результатов эксперимента:

1. = 7,368338334

2.

	1	2	3	4	5
	0,419412772	0,384329404	0,391313773	0,416099962	0,41173138

η=

	1	2	3	4	5
η, Па с	0,040423006	0,046837176	0,0555348	0,058362597	0,061203406

η = 0,052472197 0.010794478 Па с

3. Расчёт коэф. сопротивления и мощности рассеяния для опыта 5:

= 0,003005633

= 0,000509523 Вт.

Проверка баланса энергии: l =

l = 0,000371254 Дж.

= 0,000371254Дж.

Значения равны.

4. Расчет числа Рейнольдса для опыта 3:

5. Определение начальной скорости шара .

= 2,219148485 м/с.

Определение начального ускорения . Для опыта 4.

-22,63325618м/ .

Время релаксации

= 0.079663682 с.

График зависимости скорости от времени:

График зависимости модуля ускорения от времени:

6. Количество теплоты, выделяющейся за счет трения при прохождении между двумя метками: = 0.000522968 Дж.

7. Значение вязкости, полученное в результате выполнения лабораторной работы: η = 0,052472197 0,010794478 Па с. Табличное значение вязкости воды при данной температуре = 1,005 Па с.

Санкт-Петербург, 2020