89876

1.    Zestaw przyrządów

-    naczynie z badaną cieczą (gliceryna)

-    areometr

-    zestaw kulek

-    waga analityczna

-    śruba inikrometryczna

-    linijka z podzialką milimetrową

-    stoper

2.    Cel ćwiczenia

Obserwacja mchu ciał spadających w ośrodku ciekłym, wyznaczanie współczynnika lepkości cieczy metodą Stokesa.

3.    Wstęp teoretyczny

Lepkością lub tarciem wewnętrznym nazywamy zjawisko występowania sil stycznych przeciwstawiających się przemieszczeniu jednych części ciała względem innych jego części. Wskutek tarcia występującego między cząsteczkami cieczy lub gazu, poruszająca się cząstka pociąga za sobą cząsteczki sąsiadujące z nią z prędkością tym bardziej zbliżoną do prędkości własnej, im ciecz lub gaz są bardziej lepkie. Analogicznie cząsteczka spoczywająca hamuje poruszające się cząsteczki sąsiednie. Ze względu na to, że wszystkie rzeczywiste ciecze i gazy są lepkie zjawisko lepkości odgrywa istotną rolę podczas przepływu cieczy oraz podczas ruchu ciała stałego w ośrodku ciekłym.

Ciało stałe, poruszające się w ośrodku ciekłym, napotyka na opór. W otoczeniu ciała obserwujemy wtedy nich cieczy. Mechanizm tego zjawiska jest następujący : warstwa cieczy, przylegająca do powierzclini poniszającego się ciała, wprawia w mcii pozostałe warstwy cieczy. Tak więc istotną rolę odgrywa tu lepkość cieczy. Dla ciał o symetrii osiowej poruszającego się w kiemnku osi, wypadkowa siła opom działa przeciwstawnie do kierunku mchu. Doświadczalnie stwierdza się, że dla małych prędkości siła tarcia wewnętrznego R jest wprost proporcjonalna do prędkości v. Poza tym zależy ona od cliaiakterystycznego wymiaru liniowego ciała 1 oraz od współczyimika lepkości cieczy

Równanie określające silę opom (tarcia wewnętrznego ma postać:

R= - K1 tj v

gdzie K. jest to stała zależna od kształtu ciała. Dla kuli o promieniu r (1 = r) mamy K= 6n i równanie przechodzi w tzw. prawo Stokesa:

R = - 671 r TJ v