Послідовність виконання роботи
Робота на установці полягає в експериментальному вимірюванні координат точок вільної поверхні рідини в діаметральній площині судини з подальшим зіставленням їх з координатами, визначеними теоретично.
Роботу виконують у наступному порядку:
1.Тумблером 8 на передній панелі включають електродвигун, який приводить в обертання судину 1.
2.Обертанням регулятора 9 установлюють задану частоту обертання судини 1. Частоту обертання судини ( n, об/хв.) реєструють стрілочним індикатором 10.
3.Після того, як рідина в судині набуде стану відносного спокою, починають вимірювання координат точок вільної поверхні рідини за допомогою вимірювальної голки, заздалегідь встановивши її в початкове положення ( вісь голки співпадає з віссю обертання судини – це відповідає відмітці «0» на горизонтальній шкалі 7 ).
4. Обертанням рукоятки 4 вимірювальну голку опускають до зіткнення її вістря з вільною поверхнею рідини і проводять відлік за шкалою 5, яка розташована на поверхні штока вимірювальної голки ( z0 ). Результат заносять у відповідну графу табл.3.1. – «відлік за шкалою голки, z0, см»
5.Потім голку трохи піднімають вгору і переміщають у горизонтальному напрямі (праворуч від осі судини) на 1 см, і знову опускають голку до зіткнення її вістря з вільною поверхнею рідини. У новому положенні беруть відлік за шкалою 5 ( z0 ). Аналогічні вимірювання проводять для інших подальших точок, розташованих уздовж радіуса судини ( сім - вісім точок).
Експериментальне визначення відміток z0 і горизонтальних координат точок вільної поверхні рідини r виконують тільки для однієї ( правої ) гілки параболи.
6.Змінюють частоту обертання судини ( 3 – 4 рази) і повторюють усі вимірювання у вказаній вище послідовності.
Обробка результатів вимірювань
1. За результатами вимірювань обчислюють відмітки точок вільної поверхні щодо горизонтальної площини ( z0 д ), що проходить через найнижчу точку вільної поверхні, як різницю значень, узятих за шкалою штока вимірювальної голки, відповідних даній точці вільної поверхні і положенню голки в центрі судини ( відлік першої точки ).
2. Визначають теоретично відмітки точок вільної поверхні щодо горизонтальної площини (z0 теор ), яка проходить найнижчу точку вільної поверхні, за формулою:
,
( 3.3 )
де r – найкоротша відстань від осі обертання до даної точки вільної поверхні, см ;
,
рад/сек – кутова швидкість;
g = 981 см/сек2 – прискорення вільного падіння.
Відмітки z0д , обчислені на підставі експериментальних даних, зіставляють із значеннями z0 теор, знайденими розрахунком. Розбіжності між значеннями z0 д і z0 теор визначають за формулою:
.
( 3.4 )
4. Результати вимірювань і розрахунків заносять у табл.3.1.
Таблиця 3.1
Таблиця виміряних і розрахункових величин
|
№ точок |
Найкоротша відстань від осі, r, см |
Відлік за шкалою голки, r0,см |
Відмітки вільної поверхні, см |
Частота обертання, n,об/хв | |
|
За даними дослідів, z0д |
Розрахункові дані z0 теор | ||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
5. На основі значень таблиці 3.1 будують теоретичну і експериментальну криві вільної поверхні рідини. Обидві криві суміщають на одному кресленні
в координатах ( z0 д , z0 теор) – r . Для кожного значення кутової швидкості будують індивідуальну криву.