- •Физические основы механики, физика колебаний и волн, термодинамика
- •Содержание
- •Библиографический список……………………………………………….174 Приложение…………………………………………………………………175 Введение
- •Общие указания к выполнению лабораторных работ
- •Правила оформления отчета по лабораторным работам.
- •Требования к допуску, выполнению и защите лабораторных работ.
- •Лабораторная работа 1-01 Статистическая обработка результатов эксперимента. Случайные погрешности результатов наблюдений интервалов времени
- •Теоретическое введение
- •Методика измерений
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Экспериментальная часть
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Методика измерений
- •Экспериментальная установка
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Экспериментальная часть
- •Экспериментальная установка
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Методика измерений
- •Экспериментальная часть
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Экспериментальная часть
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Экспериментальная часть
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Экспериментальная часть
- •Методика измерений
- •Порядок выполнения работы
- •Замечание 1: погрешность времени рассчитывается по стандартной методике расчета погрешностей случайной величины:
- •Контрольные вопросы
- •Экспериментальная установка и методика измерений
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Используемые литература
- •Лабораторная работа 1-10 Изучение свободных колебаний пружинного маятника
- •Теоретическое введение
- •Экспериментальная часть
- •О писание установки
- •Обработка результатов измерений
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Цель работы: Определение жесткости пружины, определение периода свободных колебаний маятника с массивной пружиной.
- •Недостаточность модели 2
- •Экспериментальная часть
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Экспериментальная часть Математический маятник
- •Контрольные вопросы
- •Используемая литература
- •Лабораторная работа 1-13 Измерение момента инерции тела методом крутильных колебаний
- •Теоретическое введение
- •Экспериментальная часть
- •Порядок выполнения работы
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Экспериментальная часть
- •Лабораторная установка и методика измерений
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Экспериментальная установка и методика измерений
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Экспериментальная часть
- •Методика измерений
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Экспериментальная часть
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Экспериментальная установка и методика измерений
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Экспериментальная часть
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Экспериментальная часть Экспериментальная установка и методика измерений
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Экспериментальная часть
- •Методика измерений
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Методика измерений
- •Экспериментальная часть
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Экспериментальная часть
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов измерения
- •Контрольные вопросы
- •Используемая литература
- •Библиографический список
- •Приложение
Экспериментальная установка и методика измерений
Метод определения коэффициента вязкости в данной работе основан на использовании формулы Пуазейля (18.8) для объёмного расхода при ламинарном протекании жидкости через трубу. Из нее и (18.7) выразим :
, (18.10)
где – разность давлений на концах капилляра; – радиус капилляра; – длина капилляра; – расход жидкости объемом за время .
Установка (рис. 18.3) состоит из герметичного сосуда 1, разделенного на две равные половины пробкой 2. В нижней половине сосуда расположен измерительный капилляр 3, конец которого выходит через пробку в верхнюю часть. В верхней половине сосуда находится более толстая (по сравнению с капилляром) трубка 4 (воздуховод), также соединяющая через пробку нижнюю и верхнюю части сосуда. Исследуемая жидкость 5 в процессе измерения перетекает через капилляр 3 из верхней части сосуда в нижнюю. Воздух при этом через воздуховод переходит из нижней части в верхнюю. Уровни жидкости в верхней и нижней половинах сосуда измеряются по шкале 6, имеющей нуль в средней части.
О братное перемещение жидкости (для проведения повторного измерения) осуществляется поворотом сосуда на 180 на горизонтальной оси 7, вращающейся во втулке 8. Для предотвращения произвольного переворачивания сосуда ось имеет прямоугольное основание 9, которое перемещением оси вдоль втулки вводится в прямоугольный паз втулки.
Разность давлений на концах капилляра 3 создается за счет разности между уровнями жидкости в верхней и нижней половинах сосуда (рис.18.4). Это – гидростатическое давление, оно равно:
. (18.11)
Высота определяется суммой высот столбов в верхней и нижней частях сосуда. Так как установка выполнена симметрично относительно центра, то , и
. (18.12)
Таким образом, из (18.12) видно, что разность давлений на концах капилляра определяется уровнем жидкости и будет меняться. В то же время формула Пуазейля требует постоянного давления. Поэтому необходимо брать возможно меньший объем вытекающей жидкости и для расчетов брать среднее значение между начальным и конечным уровнями в каждом опыте. Например, для верхнего уровня ; и
. (18.13)
Чем меньший объем взят для вычисления результата, тем точнее будет формула Пуазейля. Однако при этом возникает погрешность измерения , т.е. разности начального и конечного уровней при истечении объёма :
. (18.14)
Оптимальным для данной установки будет разность уровней .
Если – внутренний радиус сосуда (см.рис.18.4), то
, (18.15)
так как объем вытекающей жидкости равен произведению изменения уровня жидкости в сосуде на площадь поперечного сечения сосуда .
Таким образом, расчетная формула приобретет вид:
;
(18.16)
В начальную часть формулы (18.16) входят постоянные величины, их следует вычислить и объединить в одну постоянную (для данной установки) величину :
. (18.17)
Переменные величины также объединим:
, (18.18)
где n – номер опыта. Тогда
. (18.19)