Ćwiczenie Nr 102.

Temat: Wyznaczanie bezwzględnego współczynnika lepkości cieczy metodą Stokes'a

1. Literatura:

a) S.Frisz, A.Timoriewa, Kurs fizyki, t.I, PWN , W-wa 1967,

b) J.Massalski, M.Massalska, Fizyka dla inżynierów, cz. I, WNT, W-wa 1971,

c) T.Dryński, Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki, PWN, W~wa 1970.

2. Tematy teoretyczne:

ruch -ciała wzglądem nieruchomej lepkiej cieczy, siła oporu Stokesa.

3. Metoda pomiarowa:

Bezwzględny współczynnik lepkości cieczy wyznaczony jest z pomiaru czasu opadania kulek w cylindrze z ciecze badaną.

4. Zestaw przyrządów:

Ciecze badane w cylindrach szklanych , stoper, kulki ołowiane, śruba mikrometryczna, pęseta (Przyrządy podkreślone wypożyczyć w pok. 722 pod zastaw legitymacji).

5. Czynności pomiarowe:

a) zmierzyć śrubą mikrometryczną średnice 10-20 kulek, obliczyć wartość średnią średnicy dla wybranego zbioru kulek, usunąć ze zbioru kulki o średnicach różniących się od wartości średniej więcej niż o 5%, Obliczyć wartość średnią promienia R kulek, (R=½d)

b) oświetlić cylindry lampą,

c) wpuszczając kolejne kulki do cylindra (co najmniej dziesięć do każdej cieczy) zmierzyć, czas ich opadania od poziomu A do B, obliczyć wartość średnią czasu opadania kulek dla danej cieczy,

d) zmierzyć odległość h od wybranego poziomu A do wybranego poziomu B (miarą milimetrową),

e) znaleźć w tablicach gęstość ołowiu ρ i gęstości cieczy badanych ρ_c (są to olej parafinowy i gliceryna),

f) bezwzględny współczynnik lepkości dla każdej cieczy obliczyć ze wzoru:

gdzie R₁ to promień wewnętrzny rury,

h) wyniki zebrać w tabeli:

i) Zapisać niepewności systematyczne mierzonych wielkości :

R= ...   
h= ...   
t= ... i całkowity błąd pomiaru promienia rury
R₁= ...   

j) Obliczyć niepewności pomiarowe współczynnika lepkości dla każdej z cieczy. Niepewność pomiaru
η określimy zgodnie z wzorem na niepewność całkowitą pomiarów pośrednich.

W tym celu należy dodatkowo obliczyć niepewności przypadkowe dla promienia kulki
R_p i czasu opadania
t_p.

Wyliczymy je jako odchylenia standardowe tych wartości od średnich.

(Sposób obliczenia można znaleźć przy opisie tego ćwiczenia w internecie :

http://arcadia.tuniv.szczecin.pl/labor/ - link do strony głównej).

Uwaga. Przy mniej starannej analizie niepewności pomiarowych można poprzestać na obliczeniu błędu maksymalnego metodą różniczki zupełnej. Nie uwalnia nas to jednak od konieczności oszacowania niepewności maksymalnych poszczególnych wielkości

i obliczenia kilku pochodnych.

---