Описание установки и методика измерений

Применяемый в работе метод по определению σ основан на законе превращения энергии, когда потенциальная энергия растягиваемой из-за действия сил поверхностного натяжения жидкости пружины с подвешенной и находящейся в контакте с жидкостью круглой пластиной, становится сопоставимой с потенциальной энергией (2).

Схема установки изображена на (рис. 3). Подвешенная к пружине круглая пластина находится в контакте с поверхностью исследуемой жидкости. При опускании сосуда с жидкостью из-за действия поверхностного натяжения происходит растягивание пружины, и она приобретает запас потенциальной энергии упругой деформации (к – коэффициент упругости материала пружины.

(8)

(9)

где D – диаметр диска; к – коэффициент упругости материала пружины.

Коэффициент упругости k определяется с помощью подвешенного к пружине эталонного груза m = 100 г.

(10)

Подставляя (10) и (9) получаем расчетную формулу для определения σ:

(1)1

Порядок выполнения работы

1. Подвесить к пружине эталонный груз и определить растяжение Δl₁. Измерения провести 3 раза.

2. По формуле (10) определить k.

3. Снять эталонный груз, подвесить круглую пластину, взять сосуд с жидкостью и, поднимая его ввести в прикосновение с повешенным диском. Затем, медленно опуская сосуд с пластиной, отметить по шкале значение Δl₂ , при котором пластина оторвется.

4. Измерить 3 раза диаметр диска.

5. Для всех измеренных значений Δl₁, Δl₂, D вычислить средние значения, абсолютную и относительную погрешности. Данные занести в таблицу.

6. Рассчитать σ_ср подставив в формулу (11) значения измеренных величин.

7. На базе формулы (11) получить расчетную формулу для абсолютной погрешности и провести ее расчет (см. обработку результатов). Результаты занести в таблицу, рассчитать относительную ошибку, результат занести в таблицу.

8. Записать окончательный результат по определению σ как

σ_ист=σ_ср±σ_ср (12)

Таблица.

N	Δl1		Δl2		D		k	Δk	σ	Δσ
1
2
3
ср. зн.

Рис. 6.

Схема экспериментальной установки метода отрыва от ее поверхности