Определение установившейся скорости движения и коэффициента вязкости

Для определения установившейся скорости движения шариков используют высокую мензурку с жидкостью – глицерином или касторовым маслом.

Для определения области установившегося движения в мензурке наблюдают за движением 2-х (из шести) шариков по очереди в сосуде с жидкостью. На мензурку с жидкостью надеты три нити, которые можно перемещать по ней. Средняя нить установлена примерно посередине сосуда. Линейкой измеряют расстояние от верхней нити до средней l₁ и от средней до нижней – l₂.

Затем, подготовив секундомер, смотрят на верхнее нитяное кольцо так, чтобы глаза находились на его уровне. В тот момент, когда шарик пройдет через плоскость верхней нити, секундомер включают. Запоминают время (не выключая секундомер), когда шарик пройдет через плоскость средней нити t₁. Когда шарик пройдет плоскость нижней нити, секундомер выключают – t. Вычисляют время прохождения шариком расстояния от средней до нижней нити: t₂=t – t₁.

Теперь определяют скорости v₁= l₁/t₁ и v₂ = l₂/ t₂, если v₁ v₂ ,то можно считать, область установившегося движения выбрана правильно. Если скорости не совпадают, следует крайние нити опустить ниже, не смещая средней нити. Повторить измерения.

После того, как область установившегося движения определена (это расстояние l = l₁ + l₂ между верхней и нижней нитью), измеряют время движения каждого из оставшихся четырех шариков на этом отрезке. Затем определяют скорость установившегося движения v_i = l/ t_i. Подставив r_i = d_iср/2, в (13.3), получим рабочую формулу для вычисления коэффициента вязкости жидкости:

, i = 1-4. (13.4)

Результаты измерений и расчетов коэффициента вязкости по формуле (13.4) занести в табл. 13.2.

l = ……., м Таблица 13.2

Номер шарика	t, с	v, м/с	dср, м	, Па·с
1
2
3
4

При расчете вязкости принимать: ρ_ш= 7,8·10³ кг/м³, ρ _{глицерин} = 1,26·10³ кг/м³, ρ _{касторовое масло} = 0,97·10³ кг/м³, g = 9,81 м/с².

Обработка результатов измерения

1. Определить абсолютную погрешность коэффициента вязкости жидкости по разбросу полученных четырех значений как результат прямых измерений ( = 0,95).

2. Вычислить относительную погрешность.

3. Сравнить полученный результат с табличным (для температуры воздуха в лаборатории на момент проведения опыта) и сделать соответствующий вывод.