Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

1 курс. Солянка / физика / лабы / 6 / отчет лаб №6

.doc
Скачиваний:
36
Добавлен:
14.04.2015
Размер:
257.54 Кб
Скачать

Цель работы – определение коэффициента внутреннего трения касторового масла методом Стокса.

Лабораторная установка состоит из высокого стеклянного цилиндра, заполненного маслом. Сверху имеется крышка с отверстием по оси цилиндра. На боковую поверхность цилиндра нанесены риски с интервалом 5 см.

Как показал Стокс, на шарик, движущийся в безграничной жидкости с малой скоростью υ, действует сила сопротивления среды

, (1)

где η – коэффициент вязкости жидкости; υ – скорость шарика; r – его радиус.

С

Рис. 1.

Схема установки

учетом влияния стенок цилиндра на движение шарика формула (1) приобретает вид

, (2)

где

, (3)

k – поправочный коэффициент; r – радиус шарика; R – радиус цилиндра. Предполагается, что r << R.

Кроме силы сопротивления F, на шарик действует сила тяжести P и сила Архимеда FA.

, (4)

где ρ – плотность шарика; V – его объем; g – ускорение свободного падения.

, (5)

где ρо – плотность жидкости.

,

. (6)

Подставляя (2), (4), (5) в (6), получаем

, (7)

откуда, учитывая, что

, (8)

находим

. (9)

Измерения

Измерение радиуса шариков:

x10

x11

x20

x21

x30

x31

1

0,72

7,52

0,05

7,75

0,25

8,31

2

0,36

7,26

0,13

7,88

0,33

8,43

3

0,42

7,13

0,95

7,83

0,15

8,20

Здесь № – номер измерения; xk0 – показания измерительного микроскопа на левом краю k-го шарика; xk1 – показания измерительного микроскопа на правом краю k-го шарика;

, (10)

где d – диаметр шарика.

d1

d2

d3

1

6,80

7,70

8,06

2

6,90

7,75

8,10

3

6,71

7,74

8,05

средн.

6,80

7,73

8,07

, (11)

где r – радиус шарика; d – среднее значение диаметра шарика; μ – цена деления микроскопа.

μ = (0,291 ± 0,01) мм

r1, м

r2, м

r3, м

9,89∙10-4

11,25∙10-4

11,74∙10-4

Измерение скорости падения шариков:

, (12)

где t – время прохождения расстояния l.

l, м

t, с

υ, м/с

1

0,15

13,79

1,09∙10-2

2

0,15

13,73

1,09∙10-2

3

0,15

10,19

1,19∙10-2

Расчеты:

Измерение коэффициента вязкости:

r, м

R, м

ρ, кг/м3

ρo, кг/м3

υ, м/с

g, м/с2

k

η, Па∙с

1

9,89∙10-4

4,40∙10-2

7,8∙103

0,96∙103

1,09∙10-2

9,8

0,95

1,27

2

11,25∙10-4

4,40∙10-2

7,8∙103

0,96∙103

1,09∙10-2

9,8

0,94

1,63

3

11,74∙10-4

4,40∙10-2

7,8∙103

0,96∙103

1,47∙10-2

9,8

0,94

1,31

Расчет погрешностей:

(13)

(14)

(15)

Δη = 0,09·1,08 ≈ 0,13 Па∙с

Результат:

η = (1,08 ± 0,13) Па∙с

Погрешность 6,4%

Вывод

В ходе проведения лабораторной работы был вычислен коэффициент внутреннего трения касторового масла методом Стокса. η = (1,08 ± 0,13) Па∙с Погрешность измерений и расчетов - 6,4%

Соседние файлы в папке 6