Ji
Wzory wyjściowe, wynikowe i przykłady obliczeń
Aby przeliczyć prędkość obrotowa naczynia z $\frac{obrotow}{minute}$ na prędkość kątową w $\frac{\text{rad}}{s}$ należy:
1 obrót=360°≈6,28rad; 1minuta=60 sekund
Np. $163\frac{\text{obr}}{\min} = 163*\frac{6,28rad}{60sekund} = 17,06\frac{\text{rad}}{s}$
$z_{i} = H + \frac{\omega^{2}}{2g}\left( r_{i}^{2} - \frac{1}{2}R^{2} \right)$-równanie opisujące kształt swobodnej powierzchni cieczy gdzie: R=45mm- promień naczynia; H=84,6mm-wysokość napełnienia zbiornika cieczą; ω-prędkość kątowa naczynia; g=9,81$\frac{m}{s^{2}}$; ri- współrzędna pozioma powierzchni swobodnej cieczy ; zi-współrzędna pionowa powierzchni swobodnej cieczy
Np. Dla prędkości obrotowej n=$163\frac{\text{obr}}{\min}$ => $\omega = 17,06\frac{\text{rad}}{s}$ i r=20mm
$z_{i} = H + \frac{\omega^{2}}{2g}\left( r_{i}^{2} - \frac{1}{2}R^{2} \right)$=84,6mm+$\frac{{17,06}^{2}\frac{\text{rad}}{s}}{2*9810\frac{\text{mm}}{s^{2}}}$($20^{2}mm - \frac{1}{2}45^{2}\text{mm}$)=75,5mm
Tabela pomiarowa
lp. | r mm |
z mm |
n
|
z mm |
n
|
z mm |
n
|
---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 43 | 97,0 | 163 | 104,2 | 204 | 113,7 | 250 |
2 | 41 | 94,5 | 163 | 100,2 | 204 | 108,7 | 250 |
3 | 39 | 91,8 | 163 | 96,4 | 204 | 102,7 | 250 |
4 | 37 | 89,5 | 163 | 92,8 | 204 | 97,8 | 250 |
5 | 35 | 87,2 | 163 | 89,3 | 204 | 92,6 | 250 |
6 | 33 | 85,3 | 163 | 85,9 | 204 | 87,3 | 250 |
7 | 31 | 83,5 | 163 | 83,0 | 204 | 83,1 | 250 |
8 | 29 | 81,6 | 163 | 79,3 | 204 | 78,3 | 250 |
9 | 27 | 79,8 | 163 | 77,5 | 204 | 74,4 | 250 |
10 | 25 | 78,3 | 163 | 74,3 | 204 | 70,5 | 250 |
11 | 23 | 76,8 | 163 | 72,5 | 204 | 67,2 | 250 |
12 | 21 | 75,5 | 163 | 70,4 | 204 | 64,1 | 250 |
13 | 19 | 74,2 | 163 | 68,3 | 204 | 61,5 | 250 |
14 | 17 | 73,0 | 163 | 66,8 | 204 | 59,1 | 250 |
15 | 15 | 72,4 | 163 | 65,4 | 204 | 56,2 | 250 |
16 | 13 | 71,5 | 163 | 63,8 | 204 | 54,5 | 250 |
17 | 11 | 71,0 | 163 | 62,8 | 204 | 53,3 | 250 |
18 | 9 | 70,5 | 163 | 62,3 | 204 | 51,6 | 250 |
19 | 7 | 70,0 | 163 | 61,5 | 204 | 50,6 | 250 |
20 | 5 | 69,8 | 163 | 61,3 | 204 | 49,5 | 250 |
21 | 3 | 69,4 | 163 | 60,5 | 204 | 49,4 | 250 |
22 | 1 | 69,0 | 163 | 60,0 | 204 | 49,3 | 250 |
Wykres
Wnioski
Na wykres naniesiono wyniki pomiarów w postaci punktów, a narysowane krzywe są to krzywe teoretyczne otrzymane z równania. Punkty pomiarowe znajdują się tylko po jednej stronie ponieważ nie potrzebne było dokonywanie pomiarów na całej średnicy ze względu na symetrię. Parabole w miarę wzrostu prędkości obrotowej wyginają się coraz bardziej ku dołowi. Prosta na wykresie jest to położenie powierzchni cieczy przy n=0. Widać, że kolejne parabole mimo zmiany ich kształtu na skutek zwiększania prędkości obrotowej, przecinają się w jednym punkcie który odpowiada wysokości początkowej przy n=0