Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Механика. Ч.2. Механика вращательного движения твёрдого тела. Колебания и волны. Механика жидкостей и газов. Лабораторный практикум
.pdf
71
Описание экспериментальной установки и метода измерения
Рис. 15.1. Экспериментальная
установка
Экспериментальная установка для измерения коэффициента
вязкости приведена на рис. 15.1. Она состоит из капиллярной трубки
(1), сосуда для измерения объёма
жидкости (2), жидкостного манометра (3), которые закреплены на
стенде. Для слива жидкости используется сосуд, объёмом не менее 500 мл. Для измерения время
истечения некоторого объёма
жидкости V используется секундомер. Для регулировки потока
жидкости предназначен зажим 4.
Перед началом эксперимента
необходимо убедиться, что зажим полностью перекрывает
поток жидкости. Жидкость заливают в сосуд (2), полностью его заполняя, затем ослабляют зажим
(4), регулируя поток жидкости так, чтобы разность уровней жидкости в манометрических трубках
h была примерно несколько
сантиметров (рекомендуется 13 см). По разности высот h опре-
деляют разность давлений на концах капиллярной трубки по формуле P = gh, где – плотность жидкости (плотность воды
1000 кг/м
3
), g – ускорение свободного падения. Длина и радиус
капилляра приведены на стенде. Экспериментально измеряя время истечения некоторого объёма исследуемой жидкости и разность давлений, можно определить коэффициент вязкости, используя формулу Пуазейля.
Выполнение эксперимента
Задание 1. Определение коэффициента вязкости дистил-
лированной воды.
1. Налейте в сосуд 2, используя воронку, примерно 600 мл во-
ды. С помощью зажима 4 отрегулируйте поток воды так, чтобы
разность высот
h была примерно 13 см и не изменялась в про-
цессе вытекания воды. Запишите её в таблицу 15.1.
2. Когда уровень воды достигнет целого деления по шкале со-
суда, например, будет равен 500 мл, включите секундомер, когда
72
уровень воды уменьшится на 50 мл, выключите секундомер и пере-
№
h,
см
P,
Па
V, мл
t, с
tср, с
,
Па
.
с
, %
,
Па
.
с
1
...
7
кройте зажим, чтобы вода не вытекала. Запишите время и объём
вытекшей воды в таблицу. Объём вытекшей воды равен 50 мл.
3. Опыт повторить не менее 7 раз.
4. Определите коэффициент вязкости по формуле (15.3). Най-
дите его среднее значение. Оцените погрешность измерения.
5. Сравните полученное значение коэффициента вязкости во-
ды со справочным. Сделайте вывод.
Таблица 15.1
Определение коэффициента вязкости дистиллированной воды
Длина капилляра l = ; диаметр капилляра d = .
Задание 2. Определение числа Рейнольдса.
Используя данные экспериментов и зная, что при 20°С для
воды η = 1 мПа·с, покажите, что течение воды в данной работе
можно считать ламинарным.
Контрольные вопросы:
1. Запишите формулу Пуазейля для течения вязкой жидкости
через капилляр (цилиндрическую трубу) и поясните смысл всех
величин, входящих в эту формулу.
2. Чем создается перепад давлений на концах горизонтально-
го капилляра?
3. Как определить поток вытекающей жидкости? В каких
единицах он измеряется?
4. Зависит ли поток от вязкости жидкости?
5. Какой смысл имеет коэффициент вязкости?
6. В каких единицах измеряется динамический коэффициент
вязкости?
7. Что показывает число Рейнольдса?
Литература [1; 2; 4; 5; 8].
73
ЛИТЕРАТУРА
1. Архангельский М. М. Курс физики. Механика. – М. : Про-
свещение, 1975. – 424 с.
2. Александров Н. В., Яшкин А. Я. Курс общей физики. Меха-
ника. – М. : Просвещение, 1978. – 416 с.
3. Бобров П.П. Основные понятия механики : учеб. пособие. –
Омск : Изд-во ОмГПУ, 2013. – 180 с.
4. Лабораторный практикум по общей и экспериментальной
физике / Александров В. Н. и др. ; под ред. Е. М. Гершензона
и А. Н. Мансурова. – М. : Академия, 2004. – 464 с.
5. Механика. Часть 1. Механика материальной точки : лабораторный практикум / авт.-сост. : Т. А. Беляева, П. П. Бобров,
В. Н. Красноухова. – Омск : Изд-во ОмГПУ, 2016. – 52 с.
6. Общая физика: руководство по лабораторному практикуму : учеб. пособие для студентов вузов / под ред. И. Б. Крынецкого, Б. А. Струкова. – М. : ИНФРА-М, 2008. – 598 с.
7. Савчук В. П. Обработка результатов измерений. Физическая
лаборатория. – Одесса : ОНПУ, 2002. – 54 с.
8. Обработка экспериментальных данных : учеб. пособие. –
Омск : ОмГПУ, 2014. – 47 с.
74
СОДЕРЖАНИЕ
Лабораторная работа 1. Изучение закона вращательного
движения на маятнике Обербека ...................................................... 3
Лабораторная работа 2. Изучение движения цилиндра
по наклонной плоскости ................................................................... 8
Лабораторная работа 3. Определение момента инерции
маятника Максвелла ......................................................................... 14
Лабораторная работа 4. Определение момента инерции тел ....... 18
Лабораторная работа 5. Проверка теоремы о параллельных
осях тел ............................................................................................. 22
Лабораторная работа 6. Изучение неинерциальных систем
отсчёта ............................................................................................... 26
Лабораторная работа 7. Сложение колебаний одного
направления с близкими частотами ................................................ 32
Лабораторная работа 8. Градуировка звукового генератора
по фигурам Лиссажу ........................................................................ 37
Лабораторная работа 9. Изучение колебаний пружинного
маятника ........................................................................................... 42
Лабораторная работа 10. Определение ускорения силы
тяжести .............................................................................................. 46
Лабораторная работа 11. Изучение свободных и вынужденных
колебаний .......................................................................................... 51
Лабораторная работа 12. Изучение колебаний струны ................ 56
Лабораторная работа 13. Определение скорости звука
в воздухе ............................................................................................ 60
Лабораторная работа 14. Изучение закономерностей течения
воды по трубке переменного сечения ............................................. 64
Лабораторная работа 15. Определение коэффициента вязкости
жидкости............................................................................................ 69
Литература ........................................................................................ 73
75
76
Учебное издание
Механика
Часть 2. Механика вращательного движения твёрдого
тела. Колебания и волны. Механика жидкостей и газов
Лабораторный практикум
Авторы-составители:
Беляева Татьяна Алексеевна,
Бобров Павел Петрович,
Красноухова Валентина Николаевна
Редактор Г. Н. Орлов
Технический редактор Е. А. Балова
Подписано в печать 27.05.2017. Формат 60×84/16.
Бумага офсетная. Печать офсетная.
Печ. л. 4,75. Уч.-изд. л. 4,2.
Тираж 70 экз. Заказ Б-86.
–––––––––––––––––––––––––––––
Издательство ОмГПУ.
Отпечатано в типографии ОмГПУ,
Омск, наб. Тухачевского, 14, тел./факс: (3812) 23-57-93
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]