2. Управление лабораторной работой

Откройте программу просмотра SWF Player.

Откройте файл Stox.swf в папке «Колебания». На экране появится изображение установки.

Рассмотрите внимательно рисунок 3, изображающий компьютерную модель установки для определения вязкости жидкости.

Рисунок 3

На экране расположены кнопки «Запустить», «Остановить», «Привести в исходное состояние». Время движения шарика отсчитывается таймером. Таймер отсчитывает время в десятых долях секунды Длина пройденного шариком пути отсчитывается линейкой. Линейка проградуирована в см. Материал шарика – свинец. Радиус шарика r =0,2 мм. Плотность свинца 11,4·10³кг/м³. Плотность ацетона 0,8·10³кг/м³.

3. Порядок выполнения работы

1. Выберите раздел «Управление опытом».

2. Нажмите кнопку «Привести в исходное состояние».

3. Выберите жидкость ацетон.

4. Нажмите кнопку «Запустить».

5. Пользуясь таймером, определите время прохождения шариком при равномерном движении расстояния между двумя метками на цилиндре, такими, чтобы расстояния s были равны указанным в таблице. Остановить шарик можно кнопкой «Остановить». Запишите результат в таблицу.

Таблица

Результаты измерений и расчетов

Номер опыта №	Расстояние si, м	Время движения ti, с	Коэффициент вязкости ηi , Н∙с/м^2
1	0,45
2	0,60
3	0,50
4	1,00
5	1,50

4. Обработка результатов измерений

1. По формуле (8) вычислите коэффициент вязкости η_i в каждом i-ом опыте, записать результат в таблицу.

2.Исследуйте применимость формулы Стокса теоретически. При выводе формулы Стокса предполагалось, что обтекание шарика жидкостью имеет ламинарный характер. Как известно, характер обтекания определяется значением числа Рейнольдса Re = vrρ_ж /η. Обтекание является ламинарным лишь при не очень больших значениях Re (<10). По результатам опыта вычислите число Re для данного шарика. Сделайте вывод.

3. Обработку результатов измерения выполните согласно работе [3]. Необходимо использовать метод, согласно которому значения коэффициента вязкости η_i рассматриваются как результат прямых измерений. При этом неисключенная систематическая погрешность принимается равной 5%.

4. Окончательный результат запишите в виде:

; P=0,95.

5. Оформление результатов лабораторной работы

Результаты выполнения лабораторной работы должны быть оформлены в виде письменного отчета, требования к которому приведены в [4].

Контрольные вопросы

1. Что такое вязкость жидкости?

2. Дайте определение единицы вязкости.

3. Дайте определение градиента скорости.

4. Почему и как стенки сосуда могут влиять на движение шарика? Когда этим влиянием можно пренебречь?

5. В чем заключается механизм возникновения вязкости?

6. Как зависит вязкость газа и жидкости от температуры?

7. Чем отличается ламинарное течение от турбулентного?

8. В чем сущность определения вязкости жидкости методом Стокса?

9. Выведите расчетную формулу метода Стокса.

10. Что характеризует число Рейнольдса?