ФИЗИКА3 БОЛЬШЕ ГОТОВОГО1 / 1-st / Механика / Лаба 13

Министерство образования Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный горный институт

имени Г.В. Плеханова (технический университет)

Кафедра общей и технической физики

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 13

определение КОЭФФИЦИЕНТА

ВЯЗКОСТИ ЖИДКОСТИ

Выполнил: студент 1 курса, Горно-электромеханического факультета,

группы ЭР-06-2, Крымский К. И.

Проверил: Сырков А. Г.

Санкт-Петербург

2006

Цель работы - определить коэффициент вязкости жидкости методом Стокса.

Общие сведения

Вязкость (внутреннее трение) есть свойство текучих тел (жидкостей и газов) оказывать сопротивление перемещению одного слоя вещества относительно другого.

Коэффициент вязкости численно равен тангенциальной силе, приходящейся на единицу площади соприкосновения слоев, необходимой для поддержания разности скоростей, равной единице, между двумя параллельными слоями вещества, расстояние между которыми равно единице. В СИ единица вязкости - паскаль-секунда.

Пусть в заполненном жидкостью сосуде движется шарик, размеры которого значительно меньше размеров сосуда. На шарик действуют три силы: сила тяжести Р, направленная вниз; сила внутреннего трения и выталкивающая сила F_в, направленные вверх. Шарик сначала падает ускоренно, но затем очень быстро наступает равновесие, так как с увеличением скорости растет и сила трения. Стокс же показал, что эта сила при малых значениях скорости пропорциональна скорости движения шарика v и его радиусу r:

,                                

где  - коэффициент вязкости.

На шарик действуют три силы: сила тяжести шарика

, направленная вниз, сила внутреннего трения и выталкивающая сила , направленная вверх (см.рисунок).

Установка для проведения эксперимента представляет собой большой цилиндрический сосуд с исследуемой жидкостью.Вдоль образующей цилиндра через каждые 20 см нанесены горизонтальные штрихи.

Основные расчетные формулы:

          

Эта формула называется формулой Стокса.             

Результаты измерений оформить в виде таблицы:

Таблица:

№ опыта	Т	ж		d	r	t	l	v	
Единицы измерений	К	кг/м^3	кг/м^3	м	м	с	м	м/с	Па·с
свинец 1	293,8	0,97· 10^3	11,35·10^3	3,1·10^- 3	1,55·10^-3	15,31	0,4	0,0261	2,081
2	293,8	0,97· 10^3	11,35·10^3	2,5·10^-3	1,25·10^-3	17,04	0,4	0,0234	1,511
3	293,8	0,97· 10^3	11,35·10^3	2,1·10^- 3	1,05·10^-3	23,25	0,4	0,0172	1,448
сталь 4	293,8	0,97· 10^3	7,8· 10^3	3,1·10^-3	1,55·10^-3	17,48	0,4	0,0228	1,567
5	293,8	0,97· 10^3	7,8· 10^3	2·10^-3	1·10^-3	38,16	0,4	0,01	1,487
6	293,8	0,97· 10^3	7,8· 10^3	1,6·10^-3	0,8·10^-3	60,36	0,4	0,0066	0,144

Расчет результатов эксперимента.

Па с

Вывод:

В данной лабораторной работе был экспериментально определён коэффициент вязкости касторного масла. В результате получили среднее значение вязкости жидкости (касторового масла) η=1,3730,004 Па·с. Полученный результат имеет небольшую погрешность относительно теоретического значения, что позволяет говорить о точности расчётной формулы и о наличии не очень грубых погрешностей при измерениях. Из результатов проделанных опытов видно, что скорость шарика, движущегося в сосуде с жидкостью, зависит от размеров и плотности шарика. Эта зависимость прямопропорциональная.