Порядок выполнения работы

1. Записатьзначенияпараметров экспериментальной установки:

ρ=(7,80 ± 0,05)∙10³ кг/м³ – плотность материала шарика;

ρ_ж=(1,26 ± 0,05)∙10³ кг/м³ – плотность жидкости

R=18∙10⁻³ м – внутренний радиус цилиндра с жидкостью.

Согласовав с преподавателем, выделить в нижней части цилиндра участок длиной l, передвигая резиновые кольца 1 и 2. Измерить и записать значение l.

2. Включить секундомер, дать ему прогреться 5-10 минут. Опробовать его работу: обнулить, нажав кнопку «Сброс», нажать и удерживать кнопку «Пуск» - убедиться, что секундомер работает; при неисправности – сообщить лаборанту и преподавателю.

3. Отобрать несколько шариков наиболее правильной формы (количество шариков, необходимое для выполнения работы, указывается преподавателем).

4. С помощью микрометра измерить диаметр шариков (трижды каждого), значения диаметра записать в таблицу 3.

5. Измерить время движения каждого шарика по выделенному отрезку. Скорости шариков довольно значительны, поэтому глаз наблюдателя необходимо установить против верхнего резинового кольца 1 так, чтобы оно сливалось в одну полосу. После этого следует опустить шарик в отверстие А пробки цилиндра с жидкостью. В момент прохождения шарика через верхнее кольцо 1 пускают секундомер, нажав и удерживая кнопку «Пуск». После этого точно таким же образом наблюдают прохождение шариком нижнего резинового кольца 2 и останавливают секундомер в этот момент, отпустив кнопку «Пуск». Измеренные значения времени движения шариков записывают в таблицу 3.

Таблица 3 – Измерение коэффициента вязкости η методом Стокса.

№	d1, 10−3 м	d2, 10−3 м	d3, 10−3 м	<d>, 10−3 м	t, с	η, Па∙с
1
2
3
4
5

Обработка результатов измерений

1. Рассчитать коэффициент вязкости глицерина η для каждого из опытов по формуле:

;

где <d> – средний диаметр шарика;

2. Найти среднее значение коэффициента вязкости жидкости <η>.

3. Рассчитать погрешность измерения коэффициента вязкости Δη для одного из опытов (по согласованию с преподавателем) по формуле:

;

где ; Δg=0,02 м/с²; Δt=0,2 с; Δl= 0,01м.

4. Записать результат измерения коэффициента вязкости глицерина в виде: η=(<η> ± Δη) Па∙с.

5. Сравнить полученный результат измерения коэффициента вязкости с табличным значением для глицерина и сделать вывод.

Контрольные вопросы

1. Что такое вязкость (внутреннее трение)?

2. Запишите закон вязкого трения.

3. Объясните физический смысл коэффициента вязкости. В каких единицах измеряется коэффициент вязкости в единицах СИ? Как зависит коэффициент вязкости от температуры?

4. Объясните механизм вязкости в газах и жидкостях.

5. Какие силы действуют на шарик, движущийся в вязкой жидкости? Запишите формулы для определения этих сил.

6. Выведите рабочую формулу (8) для определения коэффициента вязкости жидкости по методу Стокса.

7. Как измеряется скорость движения шарика?