[ Pobierz całość w formacie PDF ]
.WFTJWFTJImię i Nazwisko:1.Mariusz Furmanek2.Piotr GrzybałaROK IGRUPA 1ZESPÓŁ 12Pracowniafizyczna ITEMAT:Pomiar współczynnika lepkościNr ćwiczenia13Data wykonania:Data oddania:Zwrot do poprawy:Data oddania:Data zaliczenia:OCENACel ćwiczenia.Zapoznanie się z własnościami cieczy lepkiej, wyznaczanie współczynnika lepkości metodą spadania kuli (metodą Stokesa).WprowadzeniePrzy przepływie wszystkich cieczy rzeczywistych ujawniają się większe lub mniejsze siły tarcia.W przeciwieństwie do ruchu ciał stałych, w którym tarcie występuje tylko na powierzchni, w cieczach i w gazach ujawnia się ono w całej objętości.Jest więc zwane tarciem wewnętrznym lub lepkością.Lepkość zależy w dużym stopniu od temperatury: dla cieczy zmniejsza się znacznie ze wzrostem temperatury, natomiast dla gazów nieco rośnie z temperaturą.Lepkość płynów (cieczy i gazów) jest odpowiedzialna za występowanie oporów ruchu.Na przykład na ciało poruszające się w płynie z prędkością V działa siła oporu ruchu zależna od tej prędkości, od gęstości p i współczynnika lepkości h płynu oraz od wielkości poruszającego się ciała wyrażone przez jego wymiar liniowy w kierunku prostopadłym do wektora V (w przypadku kuli będzie to jej średnica lub promień).Z wymienionych wielkości można utworzyć wielkość bezwymiarowązwana liczbą Reynoldsa.Przy założeniu bardzo małych wartości liczby Reynoldsa (Re << 1), siłę oporu ruchu działającą ze strony cieczy na poruszającą się w niej kulę wyraża wzór StokesaF = 6 p h vgdzie: v -prędkość kuli,r -promień kuli.Wzór ten jest słuszny, gdy kulka porusza się w nieograniczonej objętości cieczy.W przypadku, gdy ruch kuli odbywa się wzdłuż osi cylindra o promieniu R należy do wzoru na siłę F wprowadzić poprawkęNa podstawie tego wzoru wyznacza się w naszym ćwiczeniu współczynnik lepkości h.AparaturaRysunek obok przedstawia cylinder szklany wypełniony gliceryną, do którego wrzuca się kulki.Dwa poziome paski naklejone na cylinder w odległości l od siebie wyznaczają badany odcinek drogi kulek.Górny pasek musi być co najmniej o 3gv poniżej powierzchni gliceryny.Odległość pomiędzy paskami mierzy się przymiarem metrowym, czas ruchu kulek na tym odcinku - sekundomierzem.Kulki waży się na wadze analitycznej, a ich promienie mierzy się śrubą mikrometryczną.Wydobycie kulek z cylindra umożliwia zwolnienie na chwilę zacisku Z na wężu gumowym.Kulki spadają wtedy do małej probówki założonej na końcu węża, którą po ponownym zaciśnięciu można wyjąć odlać glicerynę i wysypać kulki.Dane pomiarowe i wyniki obliczeńNr kulkimasa(mg)mśr -masaśrednica(mm)dśr -średnicaczas(s)tśr -czas1375-64,6254,43-0,173759,341,49752372-61,6254,42-0,168759,241,5975327238,37540,0412511,2-0,3625427337,37540,0412512,15-1,31255370-59,6253,90,0912511,25-0,4125627634,3754,010,0362511,2-0,3625727436,3753,980,0512511,13-0,2925827139,3753,920,0812511,19-0,3525średniamśr=310,375dśr=4,0825tśr=10,8375Średnia X=; Błąd średniejBłąd średniej przy ważeniu Sm=18.1530Błąd średniej przy mierzeniu promienia Sr = 0.03801Bład średniej przy mierzeniu czasu St =0.3575Stosując wzór:i podstawiając odpowiednie wartości średnie dostajemy, że h = 0.502160 Pa *sprzy czym dla temperatury 22oC, jaka panowała przy przeprowadzaniu eksperymentu, wartością tablicową jest 0,4721 Pa *sKrytyczne podejście do wyników pomiarów.Błędy pomiarowe jakie mogływystąpić podczas naszych pomiarów możemy podzielić na:1./ błędy wynikające z dokładności przyrządów użytych podczas ćwiczenia:-dokładność suwmiarki wynosząca 0,1 mm,-dokładność śruby mikrometrycznej wynosząca 0,01 mm,-dokładność wagi wynosząca 10-6 kg2./ błędy wynikające z indywidualnych warunków przeprowadzającego ćwiczenie - w tymprzypadku refleksu.Błąd ten wpłyną na pewno znaczenie na wynik pomiaru współczynnikalepkości (największy błąd w tych pomiarach)Bezwzlędny błąd pomiarowy przedstawia się wzorem.i wynosi 0,17907.Wnioski:Powyższe wyniki potwierdzają teorię Stokes'a, a błąd spowodowany jest przede wszystkim zawodnością zmysłów ludzkich przy pomiarze czasu
[ Pobierz całość w formacie PDF ]