Описание экспериментальной установки

Установка состоит из стеклянного цилиндра, наполненного исследуемой жидкостью. На поверхности цилиндра сделаны горизонтальные метки на расстоянии l см одна от другой. Верхняя метка должна находиться несколько ниже уровня жидкости, чтобы при ее достижении шарик приобрел скорость установившегося движения. Для измерения коэффициента внутреннего трения применяются шарики, изготовленные из свинца или из сплава Вуда.

Для измерения диаметра шарика используют микроскоп МИР-2. Шарик кладут на предметное стекло и помещают на столик микроскопа. Диаметр шарика совмещают со шкалой, край шарика совмещают с каким-либо делением шкалы и отсчитывают число малых делений, между которыми умещается шарик. Число делений умножается на цену деления микроскопа и получается значение диаметра. Диаметр измеряется в 3 – 5 направлениях и вычисляется среднее значение. Цена деления определяется как функция длины тубуса микроскопа (длина тубуса указана на корпусе микроскопа) из таблицы 1.

Таблица 1

длина тубуса, мм.	цена деления шкалы (а), мм.
130	0,058
140	0,053
150	0,049
160	0,045
170	0,041
180	0,038
190	0,036

Плотность исследуемой жидкости измеряется ареометром или берется из таблиц. Так как плотность и коэффициент вязкости зависят от температуры, то необходимо записать показания термометра в помещении.

Измерения и обработка результатов

Задание 1.Измерение коэффициента внутреннего трения глицерина и подсолнечного масла при комнатной температуре.

1. Определите с помощью микроскопа МИР-2 количество делений n между левым и правым краем диаметра шарика. Измерения произведите в 3 – 5 направлениях.

2. По таблице определите цену деления а микроскопа в зависимости от длины тубуса.

3. Замерьте расстояние l между верхней и нижней метками на цилиндре.

4. Опустите шарик в цилиндр с помощью стеклянной палочки или пинцета как можно ближе к центру (руками шарик не брать, т.к. жир с пальцев ухудшает смачивание шарика).

5. Включите секундомер в тот момент, когда шарик достигнет верхней метки на цилиндре, и выключите, когда шарик достигнет нижней метки. Снимите показание секундомера.

6. Опыт повторите (по три шарика в каждую жидкость).

7. Вычислите по формуле (12) для каждого шарика коэффициент внутреннего трения исследуемой жидкости. Подстановкой радиуса шарика , (где а – цена деления микроскопа, n – число делений между левым и правым краем диаметра шарика) и скорости(где l – расстояние между метками, t – время падения шарика) в соотношение (12) получим:

(13)

2. Данные измерений и вычислений занесите в таблицу 2.

Таблица 2

Жидкость	 кг/м3	0 кг/м3	l м	а м	n	t c	 Пас	ср Пас	 Пас
глицерин
подсолнеч- ное масло

Задание 2. Рассчитайте погрешность измерения и запишите результат вычисления коэффициента внутреннего трения с оценкой точности.