Lab_rab_M-4_1
.docОпределение коэффициента вязкости жидкости методом Стокса
Цель работы: изучение явлений, происходящих при движении тел в вязкой жидкости, и определение вязкости.
Расчетные формулы: dv/dZ-изменение скорости, отнесённое к расстоянию между слоями в направлении, перпендикулярном скорости (градиент модуля скорости); S-площадь соприкосновения слоев; η-вязкость жидкости или газа, численно равная силе трения, возникающей между слоями жидкости или газа на единичной площади при градиенте скорости, равном единице; Fc-сила сопротивления; r-радиус шарика; v-скорость движения шарика; Р-сила тяжести; Fв-выталкивающая сила; ρ-плотность шарика; ρ0-плотность жидкости; t-время; l-расстояние.
F=-η*(dv/dZ)*S; Fc=6πrηv; P=(4π*r3*ρ*g)/3; Fв=(4π*r3*ρ0*g)/3; P=Fв+Fc; (4π*r3*ρ*g)/3=(4π*r3*ρ0*g)/3+6πrηv; η=(2r2*g*(ρ-ρ0))/9v; v=l/t.
Таблицы:
d1, м |
d2, м |
d3, м |
<d>, м |
r, м |
t, c |
v, м/с |
η, Па*с |
<η>, Па*с |
<∆η>, Па*с |
0,00249 |
0,00253 |
0,00252 |
0,00251 |
0,001255 |
6,33 |
0,0094753 |
3,767 |
3,634 |
0,171 |
0,00224 |
0,00227 |
0,00219 |
0,00223 |
0,001115 |
7,38 |
0,0081312 |
3,465 |
||
0,00243 |
0,00245 |
0,00246 |
0,00244 |
0,00122 |
6,75 |
0,0088872 |
3,796 |
||
0,00236 |
0,00239 |
0,00238 |
0,00237 |
0,001185 |
7,1 |
0,0084507 |
3,766 |
||
0,00229 |
0,00225 |
0,00228 |
0,00227 |
0,001135 |
6,94 |
0,0086463 |
3,377 |
Расчет ошибок измерений: x-измеряемая величина; x1,x2,…,xn-результаты отдельных измерений; n-число измерений (n≥5); x^-среднее значение; ∆x-абсолютная ошибка измерения; Е-относительная погрешность измерения (Е≤5%).
x^=(∑ni=1xi)/n; ∆xn=|x^-xn|; ∆x^=(∑ni=1∆xi)/n; E=(∆x^∙100%)/x^;
x^-∆x^≤ x ≤x^+∆x^.
Данные:
l=0,06 м, ρ=11300 кг/м3 (свинец), ρ0=900 кг/м3 (масло).
Вывод: мы изучили явления, происходящие при движении тел в вязкой жидкости, и определили вязкость 3,463≤η≤3,805 Па*с, относительная погрешность Е=0,047=4,7%.