2. Описание экспериментальной установки.

Для изучения относительного покоя жидкости, находящейся во вращающемся сосуде, используют экспериментальную установку (рис.2.)

Установка представляет собой открытый сверху круглоцилиндрический сосуд 1, наполненный на некоторую высоту жидкостью. Сосуд вращается вокруг своей вертикальной оси 1-1 с постоянной угловой скоростью.

Вращение сосуда осуществляется электродвигателем Д. Для измерения координат жидкости, находящейся в состоянии относительного покоя, служит измерительное устройство 2, содержащее измерительную иглу 3 и каретку 4. При вращении рукоятки 5, измерительная игла перемещается в горизонтальном направлении. Отсчет перемещений (в правую сторону или левую) регистрируется по шкалам 6, 7, позволяющим измерить ординаты правой ветви параболы (6) и левой ветви параболы (7). Вертикальное перемещение измерительной иглы осуществляется с помощью рукоятки 6. На поверхности штока измерительной иглы нанесена шкала 9, по которой регистрируют вертикальные координаты свободной поверхности жидкости. Для измерения частоты вращения сосуда в пределах 10-15 рад/с. и, как следствие, получение семейства параболических кривых свободной поверхности, в установке применён измерительный прибор, миллиамперметр (mA), принцип измерения которого основан на измерении среднего значения тока, соответствующих частоте вращения сосуда.

3. Методика проведения работы.

При установлении искомой кривой свободной поверхности жидкости поворотом тумблера включают электродвигатель, который приводит «о вращение сосуд. ?*т#м преподавателем устанавливается заданная частота вращения сосуда. Величину установленной частоты вращения можно наблюдать по стрелочному индикатору (миллиамперметру), расположенному на передней панели лабораторной установки.

После того, как жидкость в сосуде придет в состояние относительного покоя (по отношении к стенкам вращающегося сосуда), производят соответствующие измерения с помощью измерительной иглы.

Для этого вращением рукоятки измерительную иглу устанавливают сначала в такое положение, чтобы ось, ее совпадала с осью сосуда (отметка "О " по горизонтальной шкале).

Затем вращением рукоятки, расположенной на каретке, измерительную иглу отпускают до соприкосновения её острия со свободной поверхностью жидкости и производят отсчет по нониусу ( ). Для измерения горизонтальных координат (r) иглу поднимают вверх и перемещают в горизонтальном направлении (влево или вправо от оси сосуда) на I см. и снова опускают до соприкосновения её острия со свободной поверхностью. В новом положении будут отсчеты по нониусу. Аналогичные измерения проводят для ряда других точек, расположенных вдоль радиуса сосуда (7-8 точек), причем только для одной (левой или правой) ветви параболы.

Результаты измерения записываются в таблицу. I.

При обработке опытных данных, записанных в таблице I, составляют таблицу 2 и строят график .

Затем вычисляют отметку точки свободной поверхности относительно горизонтальной плоскости, проходящей через самую низкую точку 0 свободной поверхности, как разность отсчетов по нониусу измерительной иглы, соответствующих данной точке свободной поверхности и положению иглы в центре сосуда (отсчет первой точки).

Горизонтальную координату r данной точки определяют как разность отсчетов по горизонтальной шкале, соответствующей данной точке и положению иглы в центре сосуда (отсчет первой точки).

Далее вычисляют отметку теоретической точки свободной поверхности горизонтальной плоскости, проходящей через самую низкую точку свободной поверхности, по формуле (8), при этом значение берется равным предыдущему, т.е. .