МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

КАФЕДРА ФИЗИКИ. ЛАБОРАТОРИЯ “МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА”.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №106.

“Определение коэффициента трения среды, методом падающего шарика ”.

Факультет: Электротехнический.

Группа: КИБ-114

Выполнил: Петик Д.И.

Проверил:

Санкт-петербург

2001 год.

Цель работы: определение вязкости жидкости путем изучения движения тел в ней.

Приборы	Цена деления	Пределы
Микрометр	10ˉ м
Порционные весы	10ˉ кг
Линейка	10ˉ м	0.3 м
Секундомер	10ˉ с	999.999 с

Установка:

А – стеклянная трубка с испытуемой жидкостью.

В – стеклянный цилиндр, наполненный водой для предохранения масла от температурных колебании.

Б – воронка, через которую шарик опускается в трубку с маслом.

Т – термометр для определения температуры воды в рубашке, равной при тепловом равновесии масла.

Краткая теория:

Падение шарика в жидкости с большой вязкостью η происходит с малой скоростью. Значит, Re мало, и сопротивление обусловлено только трением.

При движении в ограниченной среде, например по оси цилиндрической трубы радиуса R.

F=6πην(1+2.4r/R)

Кроме f на шарик действует сила тяжести и сила Архимеда, значит:

mg-gρc4/3πr³-6πην(1+2.4r/R)=0 ,откуда

gτ(m-ρc 1/6πd³)

η= 3πL (1+1.2d/r) d

Расчётные формулы:

gτ(m-ρc 1/6πd³)

η= 3πL (1+1.2d/r) d

gτd² * (ρш - ρc)

η= 18πL (1+1.2d/r) d

m – масса шарика

τ – время движения

L – пройденый путь

d – диаметр шарика

ρс – плотность среды

R – радиус трубы

g – ускорение свободного падения

ρш – плотность шарика

Z = lnη = lng + lnτ + 2 lnd + ln (ρc - ρш) – ln 18 – lnL – ln(1+1.2d/r)

Z¹t = 1/τ

Z¹d/r = -1/(1+1.2d/r)

Z¹d = 2/d

Погрешности:

∆η = S(x)tp.n

S(x) = √∑(∆η)² 1/n(n-1)

F = √(1/r ∆τ)² + (2/d ∆d)²

ρш гр/см³	ρc гр/см³	L, cm	R, cm
8.9	0.9	23.7	2.5

№ опыта	d, cm	∆ d, cm	m, г	∆m, г	t, c	∆t, c	η пауза	∆η пауза	E=∆η/η %
1		0		0
2		0		0
3		0		0
4		0		0
5		0		0