ćwiczenie 8, Energetyka pwr, fizyka laboratorium

Pobierz cały dokument cwiczenie.8.energetyka.pwr.fizyka.doc Rozmiar 436 KB

Fragment dokumentu:

ĆWICZENIE NR 8

WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA LEPKOŚCI CIECZY NA PODSTAWIE PRAWA STOKESA

1. Wstęp

Na małą kulkę zanurzoną w cieczy lepkiej działają siły:

- siła ciężkości kulki
,

- siła wyporu Archimedesa
,

- siła oporu wynikająca z ruchu
,

gdzie V to objętość kulki, ρ gęstość materiału kulki, ρ_c gęstość cieczy

Siła wypadkowa
, działająca na ciało wynosi:

Wartość wypadkowej siły F maleje wraz z czasem spadania kulki w cieczy. Jeżeli gęstość

materiału z którego wykonano kulkę jest większa od gęstości cieczy, to ruch kulki puszczonej swobodnie w tej cieczy jest ruchem przyspieszonym, lecz niejednostajnie. Przyspieszenie to będzie malało w czasie. Przyczyną stanu malenia przyspieszenia jest zwiększanie się prędkości kulki i w konsekwencji wzrost wartości siły oporu związanej z lepkością cieczy, Ft . Po ostatecznie długim czasie suma siły oporu i siły wyporu równoważy siłę ciężkości; wtedy wypadkowa siła F osiąga wartość zero. Od tego momentu kulka porusza się ruchem jednostajnym ze stałą prędkością zwaną prędkością graniczną (v_g).

Korzystając z tego wzoru można wyznaczyć współczynnik lepkości cieczy:

II. Zestaw przyrządów

1. Naczynie cylindryczne z badaną cieczą

2. Zestaw kulek

4. Waga

5. Śruba mikrometryczna

6. Linijka z podziałką milimetrową

7. Stoper

III. Cel ćwiczenia:

1. Obserwacja ruchu ciał spadających w ośrodku ciągłym;

2. Wyznaczenie współczynnika lepkości cieczy.

IV. Układ pomiarowy

1 - ciecz (gliceryna)

2 - cylinder szklany

3 - spadająca kulka

4 - taśmy oznaczające odległość h

h - odległość między pierścieniami

V. Przebieg pomiarów

1. Mierzymy 10 razy wartości średnicy kulki (d), wartość średnią oraz niepewność pomiarową (Δd) korzystając ze wzoru:

Średnia wartość:

Odchylenie standardowe:

2. Za pomocą suwmiarki odmierzamy odległość h między taśmami naklejonymi na naczynie

h= 25,7 cm=0,257 m

3. Ważymy kulkę za pomocą wagi i uwzględniamy niepewność pomiaru wagi

m= 0,288 g ± 0,0010 g = 0,000288 kg ± 0,000001 kg

4. Za pomocą stopera odmierzamy 10 razy czas spadania t kulki na drodze h, pomiary wpisujemy do tabeli.

5. Tabela pomiarowa:

Tab.1. Tabela z wyniakami pomiarów i odczytami

d [mm]

Δd [mm]

r [mm] Pobierz cały dokument cwiczenie.8.energetyka.pwr.fizyka.doc rozmiar 436 KB