Opis doświadczenia:
Metoda Poiseuille'a. Po napełnieniu naczyńka zakończonego kapilarą zanotowaliśmy czas opadania poziomu cieczy. Pomiar wykonaliśmy dwa razy - dla alkoholu i dla acetonu.
Metoda Stokesa. Po dokładnym zmierzeniu średnicy kulek i średnicy wewnętrznej cylindra oraz odległości między pierścieniami na cylindrze mierzyliśmy czas opadania kulek w glicerynie. Ponieważ czas mierzyliśmy kilkakrotnie (podobnie jak średnice kulek) do obliczeń użyliśmy wartości uśrednionych.
Obliczenia (metoda Poiseuille'a):
gdzie
oraz
, a t odpowiednie czasy opadania poziomu cieczy.
i
.
=
0,29.
Obliczenia (metoda Stokesa):
Współczynnik uwzględniający rozmiary cylindra
, gdzie d - średnica kulki i D - średnica cylindra.
Szukany współczynnik lepkości:
, gdzie
to gęstość gliceryny, a
to gęstość materiału kulki (aluminium), natomiast t i S to odpowiednio czas i droga najdłuższego przelotu. Aby ocenić stałość prędkości policzymy prędkości średnie dla średnich czasów.
Analiza wymiarowa:
.
Kulka 1:
[m];
[m];
[m];
;
;
;
;
;
0,228 [m/s] - możemy przyjąć, że prędkość jest stała dla drogi
.
0,649
=6,49 [P].
Kulka 2:
[m];
[m];
[m];
;
;
;
;
;
;
0,185 [m/s] - możemy przyjąć, że prędkość jest stała dla drogi
.
0,632
=6,32 [P].
Kulka 3:
[m];
[m];
[m];
;
;
;
;
;
;
0,148 [m/s] - możemy przyjąć, że prędkość jest stała dla drogi
.
0,571
=5,71 [P].
Kulka 4:
[m];
[m];
[m];
;
;
;
;
;
;
0,114 [m/s] - możemy przyjąć, że prędkość jest stała dla drogi
.
0,512
=5,12 [P].
Kulka 5:
[m];
[m];
[m];
;
;
;
;
;
;
0,074 [m/s] - możemy przyjąć, że prędkość jest stała dla drogi
.
0,489
=4,89 [P].
Ostatecznie obliczamy współczynnik lepkości średni (ze wszystkich kulek):
0,571
, ponieważ
przemnażamy nasz wynik i otrzymujemy:
[P].