Хід роботи

1. Включити опір R – розімкнути ключ К₃.

2. Встановити ковзний контакт на середині реохорда.

3. Замкнути клюк К₁.

4. Замикаючи ключ К₂ на короткий проміжок часу і змінюючи опір R₀ добитися грубого балансу містка.

5. Виключити опір R (замкнути ключ К₃) і змінюючи опір R₀, добитись точного балансу містка. Якщо цього не вдається досягти зміною опору R₀, то можна в невеликих межах змінювати положення ковзного контакту реохорда. При збалансованому містку записати і R₀ у таблицю.

6. Дослід повторити три рази.

7. Вимірювання провести для двох невідомих опорів R₁ і R₂ окремо, їх послідовного і паралельного з’єднань.

8. Обчислити опори R_х по формулі (5).

9. Обчислити відносну похибку для одного з опорів за (6)

. (6)

10. Визначити абсолютну похибку .

11. Записати остаточний результат.

12. Користуючись визначеними опорами R₁ та R₂, перевірити закони послідовного і паралельного з’єднання опорів.

Таблиця результатів вимірювань і обчислень.

l₁ = l₂ =

Опір	№ п/п	R0	Rx
R1	1
	2
	3
	сер
R2	1
	2
	3
	сер
R1 і R2 послідовно	1
	2
	3
	сер
R1 і R2 паралельно	1
	2
	3
	сер

Контрольні запитання

1. Сформулювати правила Кірхгофа і записати їх для містка Уітстона.

2. Чому в містку Уітстона користуються нуль-гальванометром?

3. Яку перевагу має метод вимірювання опору містком Уітстона в порівнянні з методом амперметра і вольтметра?

4. Від чого залежить опір провідника?

5. Записати опір при послідовному і паралельному з’єднаннях провідників.

Лабораторна робота № 7

Визначення в’язкості рідини методом Стокса.

Мета роботи: визначити в’язкість рідини.

Теоретичні відомості і опис установки

Явище переносу – це процес встановлення рівноваги в системі шляхом переносу маси (дифузія), енергії (теплопровідність) та імпульсу молекул (внутрішнє тертя або в’язкість). У явищі внутрішнього тертя (в’язкості) спостерігається переніс імпульсу від молекул із шарів, які рухаються швидше, до повільніших і навпаки. При цьому більш швидкий шар буде гальмуватись, а менш швидкий – прискорюватись.

Нехай тіло рухається в рідині. До поверхні тіла прилипає шар рідини (внаслідок міжмолекулярних сил притягання), який буде рухатись швидше ніж суміжній шар. Між цими шарами виникає градієнт швидкості і виникає сила в’язкості (внутрішнього тертя), яка є силою опору. Як відомо, сила внутрішнього тертя між сусідніми шарами пропорційна градієнту швидкості:

(1)

де  – в’язкість середовища, S– площа дотичних поверхонь.

Шари, що досить віддалені від поверхні тіла майже не рухаються. Отже градієнт швидкості пропорційний швидкості. Таким чином сила в’язкості

(2)

де v – швидкість тіла, k – коефіцієнт пропорційності, який залежить від природи рідини і тіла, від його форми і розмірів. Стокс показав, що для кульки, яка рухається в рідині

(3)

де r – радіус кульки. Тоді, підставивши (2) в (1), одержимо:

(4)

Н

Рис.1

ехай кулька падає в рідині (Рис. 1). На неї діють сили: – Архімеда, – сила тяжіння, – сила в’язкості. Рівнодійна цих сил

(5)

Швидкість кульки зростає до того часу, поки рівнодійна цих сил дорівнює нулю, тоді

(6)

Так як

(7)

(8)

(9)

де ₁ – густина кульки, ₂ – густина рідини, V – об’єм кульки, g – прискорення сили тяжіння.

Підставляючи (4), (7), (8) і (9) в (6) одержимо

(10)

У

Рис. 2

становка для вимірювання в’язкості – це циліндр з рідиною (Рис. 2), на якому у верхній і нижній частинах зроблені мітки. Верхня мітка знаходиться на такій висоті, що коли кулька досягне її, то рух кульки стає рівномірним. Якщо відстань між мітками l, а час падіння t, то швидкість

(11)

Виразимо радіус кульки через її діаметр

(12)

де d – діаметр кульки.

Підставивши (11), (12) в (10) отримаємо

(13)

Позначимо

(14)

Тоді

(15)

Відносна похибка вимірювання згідно з (15) має вигляд:

(16)