Wydzał: MECH. Grupa 12A Zespół nr 3 |
Dwojewski Grzegorz |
|
Ćw M9 |
Temat: Wyznaczanie współczynnika lepkości cieczy |
|
data |
ocena |
podpis |
wykonanie |
|
|
Z badani eksperymentalnych Stokesa wynika, że ciało o kształcie kulistym, spadające w ośrodku lepkim, podlega hamującemu działaniu siły F, skierowanej pionowo w górę i równą:
F = 6πηrν
gdzie: η - współczynnik lepkości, r - promień spadającej kulki, ν - prędkość kulki. Siła Stokesa jest proporcjonalna do promienia kulki, jej prędkości oraz współczynnika lepkości ośrodka, w którym odbywa się spadanie.
rys.1
Do wysokiego, dość szerokiego naczynia, zawierającego badaną ciecz, wrzuca się kulkę
o promieniu r i gęstości ρ tak dobranej do gęstości cieczy ρ1, by spadanie nie odbywało się zbyt szybko. Na spadającą kulkę działają siły:
Siła ciężkości
Siła wyporu wynikająca z prawa Archimedesa
Siła Stokesa
W pierwszym stadium spadania kulki w cieczy prędkość jej rośnie. Równocześnie, zgodnie ze wzorem (3), rośnie siła Stokesa. Przy pewnej prędkości v następuje zrównoważenie się sił,
P = W + F
I od tej chwili kulka odbywa już ruch jednostajny. Prędkości v tego ruch znajdujemy doświadczalnie mierząc pewien odcinek drogi s i odpowiadający mu czas przelotu kulki t:
Po uwzględnieniu powyższych wzorów otrzymujemy:
Skąd