Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
205.doc
Скачиваний:
11
Добавлен:
25.08.2019
Размер:
562.18 Кб
Скачать

3. Описание лабораторной установки

Для определения коэффициента внутреннего трения по методу Стокса в данной работе используется цилиндрический сосуд (рис. 2), наполненный исследуемой жидкостью. Сосуд имеет две горизонтальные метки и , расположенные на расстоянии друг от друга. Исследуемой жидкостью является смесь воды с глицерином, а движущимся телом – маленький шарик (дробинка).

Диаметр шарика измеряется с помощью сдвоенного микроскопа МБС -1 (рис. 3). Время прохождения шариком расстояния между метками и , где шарик движется равномерно, определяется с помощью секундомера.

Рис. 2. Лабораторная установка

Рис. 3. Микроскоп МБС -1

4. Методика эксперимента

Если твёрдое тело опустить в смачивающую жидкость, то на его поверхности образуется тонкий прилипший слой жидкости, который перемещается вместе с телом.

При малых значениях сопротивление среды движению тела возникает, главным образом, благодаря вязкости жидкости и пропорционально первой степени скорости.

Стокс вычислил теоретически значение силы сопротивления для случая движения сферического тела (шарика) в безграничной среде при малых значениях и получил:

, (1)

где – радиус шарика; – скорость шарика.

Кроме силы сопротивления на шарик, падающий вертикально вниз в жидкости (см. рис. 2), действует сила тяжести

(2)

и выталкивающая сила, равная весу жидкости в объёме шарика (сила Архимеда)

, (3)

где и – плотность шарика и жидкости соответственно; – ускорение свободного падения.

Движение падающего в вязкой среде (жидкости) шарика лишь в первое время будет ускоренным.

Возрастание скорости шарика приводит к увеличению силы сопротивления до тех пор, пока она не примет значения, удовлетворяющего условию

(4)

и движение шарика можно будет считать равномерным. Выражение (4) в проекциях на направление (см. рис. 2) и с учётом формул (1) – (3) будет иметь вид:

.

Откуда

, (5)

где – диаметр шарика.

Для определения коэффициента внутреннего трения необходимо измерить с помощью микроскопа диаметр шарика и скорость его равномерного движения при известных значениях , и .

5. Порядок выполнения работы

1) Измерьте диаметр шарика с помощью микроскопа. Для этого:

– пинцетом перенесите шарик на предметное стекло 1 (см. рис. 3), расположив его вблизи перекрестия;

– сфокусируйте микроскоп на предметное стекло, опуская или поднимая объектив винтом 2 до появления резкого изображения шарика;

– расположите шарик так, как показано на рис. 4, и измерьте диаметр шарика в делениях шкалы (на рис. 4 изображён шарик, диаметр которого равен 10 делениям шкалы).

2) Пинцетом перенесите шарик с предметного столика микроскопа в цилиндр с жидкостью и осторожно погрузите его по оси цилиндра.

3) Расположите глаз таким образом, чтобы метка слилась в одну линию. В момент прохождения шариком метки включите секундомер.

Рис. 4. Пример измерения диаметра шарика

4) Выключите секундомер в момент прохождения шариком метки . По секундомеру определите время движения шарика между метками и .

5) Измерения повторите 5 раз с разными шариками.

6) Линейкой измерьте расстояние между метками и .

7) Результаты измерений запишите в таблицу 1.

8) Заполните таблицу 2, взяв необходимые данные из таблицы, находящейся на лабораторном столе.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]