3.4. Задание

3.4.1. Определение вязкости жидкости методом Стокса

1. Измерить диаметр шарика с помощью микроскопа.

2. Опустить шарик в отверстие сосуда с жидкостью и с помощью частотомера определить время падения шарика между двумя метками, измерения провести 3 раза.

3. Рассчитать значение коэффициента вязкости по формуле (17);

4. Вычислить погрешность измерений.

5. Записать результат измерений.

3.4.2. Определение числа Рейнольдса, соответствующего переходу от ламинарного течения жидкости к турбулентному

1. По формуле P=gH рассчитать разность давлений на концах трубы, задаваемой столбом жидкости H ≈ 180, 165, 145, 125, 105, 90, 70, 50, 30, 15, 5 см.

2. Для полученных ΔP по формуле (8) рассчитать расход воды Q; размеры трубы R = 0.9 мм; l = 48 см; плотность и вязкость воды  = 1.15۰10^-3 Па·с, =1000 кг/м³; по полученным данным построить график зависимости Q = f(ΔP).

3. Получить такую же зависимость Q=f(ΔP) экспериментально для H ≈ 180, 165, 145, 125, 105, 90, 70, 50, 30, 15, 5 см, измеряя время прохождения t через трубу заданного объема воды V = 150 см³ (Q = V/t).

4. Построить экспериментально полученную зависимость Q = f(ΔP) на том же графике, что и полученную по формуле Пуазейля.

5. По отклонению экспериментальной зависимости от линейной, определить расход воды Q, соответствующий переходу от ламинарного режима к турбулентному.

6. По формуле (9) рассчитать v_ср, и, далее, по формуле (10) рассчитать число Рейнольдса Re соответствующее переходу от ламинарного режима к турбулентному.

4. Контрольные вопросы

1. Что такое внутреннее трение или вязкость жидкости?

2. Напишите формулу Ньютона для силы вязкости. Какие величины содержит эта формула?

3. Как распределяется скорость вязкой жидкости при течении в цилиндрической трубе?

4. Что такое ламинарное и турбулентное движение жидкости в трубе?

5. Что описывает формула Пуазейля?

6. Что описывает формула Стокса?

7. Что такое число Рейнольдса?

8. В чем состоит метод Стокса для определения коэффициента вязкости жидкости?

9. Как определяется в работе число Рейнольдса, соответствующее переходу от ламинарного течения воды к турбулентному?

10. Расскажите о порядке выполнения работы.

5. Литература

1. Петровский И.И. Механика. М.: Изд-во БГУ, 1973, с.261-274.

2. Зисман Г.А., Тодес О.М. Курс общей физики. Киев: Днiпро, 1994, Т.1, с.241-244

3. Трофимова Т.И. Курс физики. М.: Высшая школа, 1985, с.50-53.

4. Общая физика. Руководство по лабораторному практикуму (учебное пособие) Под ред. Крынецкого И.Б., Струкова Б.А., М. ИНФРА-М. 2010 г. с.254 - 265.