- •Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України
- •Математична обробка результатів вимірювань
- •Лабораторна робота 1 Визначення прискорення вільного падіння за допомогою математичного маятника
- •Теоретичні відомості
- •Опис приладу та методу вимірювання
- •Хід роботи
- •Обробка результатів вимірювань
- •Лабораторна робота 2 Вивчення фізичного маятника
- •Теоретичні відомості
- •Визначення моменту інерції фізичного та оберненого маятників
- •Опис приладу
- •Хід роботи
- •Обробка результатів вимірювань
- •Лабораторна робота 3 Визначення моменту інерції тіла динамічним методом
- •Теоретичні відомості
- •Лабораторна робота 4 Вивчення основного закону обертального руху твердого тіла на хрестоподібному маятнику
- •Теоретичні відомості
- •Опис приладу та методу вимірювання
- •Хід роботи
- •Лабораторна робота 5 Вивчення власних коливань зосередженої системи
- •Теоретичні відомості
- •Опис приладу
- •Хід роботи
- •Лабораторна робота 6 Визначення абсолютної та відносної вологості повітря
- •Теоретичні відомості
- •Опис приладу та методу вимірювання
- •Хід роботи
- •Лабораторна робота 7 Визначення коефіцієнта внутрішнього тертя рідини методом Стокса
- •Теоретичні відомості
- •Опис приладу та методу вимірювання
- •Хід роботи
- •Обробка результатів вимірювань
- •Лабораторна робота 8 Визначення відношення питомих теплоємностей газу методом адіабатичного розширення
- •Теоретичні відомості
- •Опис приладу та методу вимірювання
- •Хід роботи
- •Лабораторна робота 9 Визначення питомої теплоємності металів методом охолодження
- •Опис приладу
- •Хід роботи
- •Лабораторна робота 10 Визначення універсальної газової сталої
- •Теоретичні відомості
- •Опис приладу та методу вимірювання
- •Хід роботи
- •Лабораторна робота 11 Визначення коефіцієнта внутрішнього тертя, середньої довжини вільного пробігу та ефективного діаметра молекул повітря
- •Теоретичні відомості
- •Опис приладу
- •Хід роботи
- •Обробка результатів досліду
- •Густина сухого повітря за різних температур
- •Тиск і густина насиченої водяної пари за різних температур
- •Психрометрична таблиця відносної вологості повітря, %
Теоретичні відомості
Якщо розглядати ламінарний потік рідини по трубі, то розподіл швидкостей у перерізі цієї труби буде мати вигляд, поданий нижче (рис.7.1). При цьому шар рідини, який прилягає безпосередньо до стінки труби, ніби прилипає до неї і його швидкість дорівнює нулю. Найбільшу швидкість мають шари, розміщені вздовж осі труби. Ця різниця швидкостей пов’язана з тертям шарів рідини одного об оден, яке називають внутрішнім тертям. Із боку швидкого шару на шар, який рухається повільніше, діє прискорювальна сила. І навпаки, з боку повільного шару на швидкий діє гальмуюча сила. Причина внутрішнього тертя – обмін молекулами між сусідніми шарами рідини.
Н
Рис.
7.1
, (7.1)
д
1
Сила внутрішнього тертя направлена по дотичній до поверхні шарів у бік, протилежний до їх руху ( на це, до речі, вказує знак “мінус” ).
К
Рис.7.2
2
К
Рис.
7.2
На тверді тіла, які рухаються в рідині, діє опір. У разі невеликих швидкостей сила опору обумовлена в'язкістю рідини.
Визначення коефіцієнта в'язкості за методом Стокса засноване на вивченні руху кульки у в'язкій рідині. У досліджувану рідину кидають маленьку тверду кульку. Шар рідини, що вкриває її поверхню і рухається з такою самою швидкістю, зазнає опору з боку прилеглих до нього інших шарів. Цей опір зумовлений внутрішнім тертям рідини.
Рис.
7.3
. (7.2)
Під час падіння в нескінченну в усіх напрямках в’язку рідину кулька, рухаючись прискорено, набуває такої швидкості, за якої сили, що діють на неї, взаємно врівноважуються. У такому випадку має місце рівняння
або
, (7.3)
де ρ – густина кульки; ρ0 – густина досліджуваної рідини ( за певної температури).
У разі рівноваги всіх сил, що діють на кульку, її подальший рух стає рівномірний.
Розв'язавши рівняння ( 7.3), відносно η, одержимо
. (7.4)
Швидкість кульки v можна знайти, знаючи час τ проходження нею певного шляху L. Тоді рівняння (7.4) буде мати вигляд
. (7.5)
Рівняння (7.5) правдиве тільки тоді, коли кулька падає в нескінченне середовище. У випадку вимірювання коефіцієнта в'язкості за методом Стокса у формулу (7.5) вносять поправку, якою враховують вплив стінок циліндра:
, (7.6)
де R– внутрішній радіус циліндра.
За умови малих значень відношення R/r (R/r <10-3 ) можна застосовувати формулу (7.5).