Laboratorium Podstaw Fizyki

Nr ćwiczenia: 8

WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA LEPKOŚCI NA PODSTAWIE PRAWA STOKESA

Nazwisko i imię prowadzącego kurs: Małgorzata Kowalska

Wykonawca :
Imię i nazwisko, nr indeksu, wydział
Termin zajęć
Numer grupy ćwiczeniowej
Data oddania sprawozdania
Ocena końcowa

Zatwierdzam wyniki pomiarów

Data i podpis prowadzącego zajęcia ..............................................................

Adnotacje dotyczące poprawek, oraz daty otrzymania poprawnego sprawozdania

I Wstęp teoretyczny

Ćwiczenie polegało na wyznaczeniu lepkości cieczy korzystając z prawa Stokesa. Do przeprowadzenia doświadczenia użyto:

- Naczynie cylindryczne

- Areometr

- Kulki

- Wagi

- Śruby mikrometrycznej

- Stopera

Naczynie zostało wypełnione badaną cieczą Na zewnętrznych ścianach naklejono 2 pasma taśmy oplatając je w 2 oddalonych o h od siebie miejscach. Gęstość cieczy wyznaczono przy pomocy Areometru. Następnie wyznaczono objętości kulek, oraz ich masę.

Następnie badano czas opadania kulki w cieczy na odcinku h, na którym kulki poruszają się ruchem jednostajnym. Mając te wszystkie pomiary można wyznaczyć lepkość cieczy przy pomocy prawa Stokesa dla kuli o promieniu r wyrażonego wzorem :

Gdzie :

r - promień kuli

η - lepkość cieczy

v - prędkość ruchu kulki

oraz dzięki balansowi sił działających na kulkę:

Gdzie:

P - ciężar

W - siła wyporu

F_t - opór ośrodka

ρ, ρ' - gęstość kulki, gęstość cieczy

V - objętość kulki

Kulka na odcinku h porusza się ruchem jednostajnym, więc F = 0

Przekształcając równanie, otrzymujemy wzór na lepkość

II Cel ćwiczenia

1) obserwacja ruchu ciał spadających w ośrodku ciągłym

2) wyznaczenie współczynnika lepkości cieczy

III Tabele pomiarowe

	m	Δm	d	d	Δd	r	Δr	ρk	Δρk	η	Δη	t	t	Δt
		[mg]	[mg]	[mm]	[mm]	[mm]	[mm]	[mm]	[kg/m^3]	[kg/m^3]	[N*s/m2]	[N*s/m2]	[s]	[s]	[s]
	ku l ka 1	231	0,2	5,55	5,56	0,02	2,78	0,01	2600	29,5	1,22	0,055	13,98	13,7	0,06
																5,59									13,64
																5,56									13,72
																5,55									13,38
																5,49									13,55
																5,56									13,62
																5,56									13,9
																5,59									13,51
																5,57									13,76
																5,55									13,74
	ku l k a 2			695												7,62	7,65	0,03	3,83	0,02	2950	46,9	1,13	0,068	5,07	5,33	0,04
																7,51									5,38
																7,61									5,46
																7,73									5,29
																7,64									5,19
																7,72									5,38
																7,66									5,53
																7,69									5,32
																7,78									5,48
																7,54									5,27

ρc	Δρc	h	Δh	T	ΔT
[kg/m^3]	[kg/m^3]	[mm]	[mm]	[^oC]	[^oC]
1250	10	260	1	22	1

IV Przykładowe obliczenia

a) liczenie wartości średniej średnicy i jego niepewności

niepewność liczymy z odchylenia standardowego wartości średniej:

niepewność pomiaru śruby mikrometrycznej jest większa niż obliczona wartość i wynosi 0,02 mm, tak więc bierzemy niedokładność przyrządu do obliczeń.

b) obliczanie gęstości i jej niepewności

c) Obliczenia lepkości

d) Obliczenie wartości średniej lepkości

V Wnioski

Wyliczone wartości lepkości przy użyciu obu kulek są sobie niemal równe, co pozwala stwierdzić, że pomiary jak i obliczenia były poprawne. Obliczony współczynnik lepkości pokrywa się także z wartościami tablicowymi.

Niepewności nie są wielkie i wynikają z niedokładności przyrządów jak i użytych przybliżeń.

---