- •Лабораторний практикум
- •Значення коефіцієнтів Стьюдента
- •1. Прямі вимірювання
- •2. Непрямі вимірювання
- •Оформлення звітів з лабораторних робіт
- •Лабораторна робота n 1 Визначення густини тіла правильної геометричної форми
- •Теоретичні відомості
- •Методика виконання роботи
- •Порядок виконання роботи
- •Прилади та матеріали: терези, набори гир та важків, досліджувані тіла, підставка, стакан, вода.
- •Методика виконання роботи
- •Порядок виконання роботи
- •Список літератури
- •Методика виконання роботи
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Список літератури
- •Лабораторна робота № 4 Визначення модуля юнга на приладі лермантова
- •Теоретичні відомості
- •Методика виконання роботи
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Список літератури
- •Лабораторна робота n 5 визначення модуля пружності методом деформації прогину
- •Теоретичні відомості
- •Методика виконання роботи
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Методика виконання роботи
- •Порядок виконання роботи
- •II. Визначення моменту інерції:
- •Контрольні запитання
- •Список літератури
- •Лабораторна робота n 7 визначення прискорення вільного падіння за допомогою фізичного маятника
- •Теоретичні відомості
- •Методика виконання роботи
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Список літератури
- •Лабораторна робота n 8 визначення довжини звукової хвилі і швидкості звуку у повітрі методом резонансу
- •Теоретичні відомості
- •Методика виконання роботи
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Список літератури
- •Лабораторна робота № 9 вивчення поширення ультразвукових хвиль та визначення пружних сталих матеріалу
- •Теоретичні відомості
- •Методика виконання роботи
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Список літератури
- •Лабораторна робота № 10 визначення в’язкості рідини методом стокса
- •Теоретичні відомості
- •Методика виконання роботи
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Список літератури
- •Лабораторна робота № 11 визнаЧення коефіцієнта внутрішнього терТя і середньої довжини вільного пробігу молекул повітря
- •Теоретичні відомості
- •Методика виконання роботи
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Список літератури
- •Лабораторна робота № 12 визначення коефіцієнта поверхневого натягу рідин методом краплин
- •Теоретичні відомості
- •Методика виконання роботи
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Список літератури
- •Лабораторна робота № 13 визначення критичної температури речовини
- •Теоретичні відомості
- •Методика виконання роботи
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Список літератури
- •Лабораторна робота № 14 визначення величини відношення теплоємностей повітря при постійному тиску і постійному об'ємі
- •Теоретичні відомості
- •Методика виконання роботи
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Список літератури
Порядок виконання роботи
Вивчити установку для визначення швидкості пружних хвиль та коефіцієнта їх загасання в середовищі. Об'єм завдання визначає викладач.
Виміряти швидкість повздовжніх ультразвукових хвиль у стержнях з різних матеріалів (сталі, міді чи алюмінію).
Визначити коефіцієнт загасання пружних хвиль у міді.
За даними вимірів розрахувати модуль Юнга для досліджуваних матеріалів.
Контрольні запитання
Дати визначення фазової швидкості розповсюдження хвиль.
Як змінюється амплітуда коливань у плоскій хвилі при проходженні через середовище?
Яким чином, знаючи швидкість розповсюдження повздовжніх хвиль у стержневих системах, можна визначити їх пружні характеристики?
Список літератури
Савельев Й.В. Курс оощей физики. - М., 1982,- Т.2.
Лабораторные занятия по физике / Под ред. Л.В.Гольдина. - М., 1983.
Ультразвук / Под ред. И.П.Голяминой. - М., 1979.
Лабораторна робота № 10 визначення в’язкості рідини методом стокса
Мета роботи: познайомитися з методом Стокса визначення коефіцієнта внутрішнього тертя (в'язкості) рідин; користуючись цим методом, визначити коефіцієнт внутрішнього тертя гліцерину.
Прилади та матеріали: скляна посудина з досліджуваною рідиною, металеві кульки, пінцет, масштабна лінійка, мікрометр, електричний секундомір.
Теоретичні відомості
При. русі рідини або газу між їх шарами, які переміщуються з різними швидкостями, виникають сили внутрішнього тертя (в'язкості), що забезпечують прискорення повільних шарів і сповільнення швидких шарів. При цьому модуль сили внутрішнього тертя F між шарами прямо пропорційний площі їх дотику S і модулю градієнта швидкості , який характеризує, швидкість зміни кута зсуву одного шару відносно другого:
, (1)
де - коефіцієнт внутрішнього тертя (коефіцієнт внутрішньої динамічної в'язкості). Співвідношення (1) запропонував Ньютон і воно носить назву закону Ньютона. Із нього випливає фізичний зміст коефіцієнта в'язкості: коефіцієнт в'язкості чисельно дорівнює напруженню (F/S), при якому градієнт швидкості дорівнює одиниці.
В'язкість рідини залежить від природи рідини (хімічного складу, наявності домішок) і зовнішніх умов (температури, тиску). Із ростом температури в'язкість рідин зменшується.
Існує декілька методів визначення в'язкості. Один з них - метод Стокса - оснований на вимірюванні швидкості падіння кульки у досліджуваній рідині. На кульку радіусом r, яка падає у рідині з швидкістю V, діє сила тертя , величина якої визначається за формулою Стокса:
(2)
В иведення цієї формули складне і виходить за межі загального курсу фізики. Формула (2) справедлива, якщо кулька падає у безмежному середовищі.
О
Рис.1.
Прилад
для визначення коефіцієнта внутрішнього
тертя.
(3)
Якщо густина матеріалу кульки – , а густина досліджуваної рідини - , то
(4)
а
(5)
Підставивши співвідношення (2) (4), (5) в (3) отримаємо рівняння руху кульки в такому вигляді:
(6)
Кулька, занурена в рідину, спочатку рухається з прискоренням, але з ростом швидкості зростає і сила тертя , яка діє на неї. Це зростання спостерігатиметься до тих пір, поки результуюча сила , що діє на кульку, не стане дорівнювати нулю. Починаючи з цього моменту, кулька падає з деякою постійною швидкістю V. Дійсно, при =0 . Для цього випадку рівняння (6) можна привести до такого вигляду:
(7)
звідки
(8)
Якщо кулька падає вдовж осі циліндричної посудини радіусом R, то необхідно внести поправку, яка б ураховувала наявність стінок трубки. Біля стінок досліджувана рідина знаходиться в стані спокою, а граничний шар рідини біля кульки рухається разом з нею. Це приводить до збільшення градієнта швидкості і до зменшення швидкості руху кульки в рідині порівняно з випадком безмежного середовища. Врахування таких обставин приводить до наступної розрахункової формули для коефіцієнта внутрішнього тертя:
(9)