Падение шарика.
1. Установить метки А и В. Измерить расстояние l между метками. Записать результат в табл. 2.
2. Записать в табл. 2 значение rш и rж. (Указаны на лабораторном стенде).
3. Измерить диаметр шарика штангенциркулем. Результат записать в табл. 2.
4. С помощью секундомера измерить время прохождения шариком расстояния между метками А и В. Результат записать в табл. 2.
5. Произвести действия по пп.3 и 4 с шестью пластмассовыми шариками.
6. По результатам каждого опыта вычислить коэффициент вязкости по формуле (2.6).
7. Найти среднее арифметическое значение h по формуле:
8. Найти абсолютную погрешность измерений по формулам:
9. Найти относительную погрешность измерения h по формуле:
10. Окончательный результат записать в виде:
11. Записать температуру t °С окружающей среды, при которой производились измерения. Использовать показания термометра, установленного в лаборатории физики. Сравнить вычисленное значение коэффициента динамической вязкости h с указанным в табл.1.
Таблица 2
№ п/п | d | t | hi | Dhi | l = | ____________ |
rш = | ____________ | |||||
rж = | ____________ | |||||
g = | ____________ | |||||
hср = | ____________ | |||||
Dhср = | ____________ | |||||
e = | ____________ | |||||
t ºС = _________ | h = hср ± Dhср = ___________________________ |
При проведении измерений и выполнении вычислений самостоятельно выбрать систему единиц (СГС или СИ). В случае использования системы СГС окончательный результат перевести в систему СИ.
По указанию преподавателя, проводящего лабораторные занятия, произвести измерения с шариками других диаметров или изготовленных из других материалов. Для занесения результатов измерений и расчетов использовать таблицу по форме табл.2.
Подъем шарика.
1. Установить метки А и В. Измерить расстояние l между метками. Записать результат в табл. 3.
2. Записать в табл. 3 значение rш и rж. (Указаны на лабораторном стенде).
3. Измерить диаметр шарика штангенциркулем. Результат записать в табл. 3.
4. Погрузить один из связанных шариков в цилиндр с жидкостью ниже отметки В. С помощью секундомера измерить время прохождения шариком расстояния между метками В и А. Результат записать в табл. 3.
5. Произвести действия по пп.4 5-7 раз. Первоначально измеренное значение диаметра шарика использовать при проведении всех опытов.
6. По результатам каждого опыта вычислить коэффициент вязкости по формуле (2.10).
7. Найти среднее арифметическое значение h по формуле:
8. Найти абсолютную погрешность измерений по формулам:
9. Найти относительную погрешность измерения h по формуле:
10. Окончательный результат записать в виде:
11. Записать температуру t °С окружающей среды, при которой производились измерения. Использовать показания термометра, установленного в лаборатории физики. Сравнить вычисленное значение коэффициента динамической вязкости h с указанным в табл.1.
Таблица 3
№ п/п | d | t | hi | Dhi | l = | ____________ |
rш = | ____________ | |||||
rж = | ____________ | |||||
g = | ____________ | |||||
hср = | ____________ | |||||
Dhср = | ____________ | |||||
e = | ____________ | |||||
t ºС = _________ | h = hср ± Dhср = ___________________________ |
При проведении измерений и выполнении вычислений самостоятельно выбрать систему единиц (СГС или СИ). В случае использования системы СГС окончательный результат перевести в систему СИ.
Контрольные вопросы
1. Что такое вязкость жидкости? Объясните возникновение сил вязкости с молекулярно-кинетической точки зрения.
2. Каков физический смысл коэффициента динамической вязкости?
3. Пользуясь формулой (2.2), выведите единицы измерения коэффициента вязкости.
4. Что называется градиентом скорости?
5. Запишите и поясните формулу Стокса для силы вязкости.
6. Какие силы действуют на шарик, падающий в жидкости? Как они направлены?
7. Сформулируйте закон Архимеда.
8. Запишите уравнение движения шарика в жидкости.
9. Каков характер движения в жидкости между метками А и В?
10. Выведите расчетную формулу для коэффициента вязкости.
11. Порядок выполнения лабораторной работы.
12. Объясните причину изменения коэффициента вязкости с увеличением радиуса шарика.
Литература.
1. С.Э.Фриш, А.В.Тиморева. Курс общей физики, т.1 - М., 1957г.
2. И.К.Кикоин, А.К.Кикоин. Молекулярная физика - М., 1963г.
3. А.В.Корнев, Ю.В.Рублев. Практикум по физике.