рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Раздел Образование
/
Теория метода и описание установки

Реферат Курсовая Конспект

Выберите учебное заведение

Теория метода и описание установки

Теория метода и описание установки - раздел Образование, Общие Рекомендации При Движении Тела В Жидкости Или Газе На Него Действует Сила Сопротивления...

При движении тела в жидкости или газе на него действует сила сопротивления , зависящая от скорости тела. В общем случае сила сопротивления имеет две составляющие – силу трения F_т и силу давления F_д. Сила трения обусловлена вязкостью жидкости, и пропорциональна скорости u тела. Сила давления определяется разностью давлений на передней и задней поверхностях тела, её величина пропорциональна квадрату скорости u².

При малых скоростях жидкость плавно обтекает тело, не создавая разности давлений, и сила сопротивления практически равна силе трения между слоями жидкости, движущимися с различными скоростями: .

Ньютон показал, что величина силы внутреннего трения между слоями жидкости пропорциональна площади S соприкосновения слоёв и градиенту скорости du/dx, который показывает, насколько убывает скорость слоёв жидкости при перемещении на единицу длины в перпендикулярном к скорости направлении x:

(7.1)

Здесь h – коэффициент пропорциональности, характеризующий вязкость жидкости и называемый коэффициентом динамической вязкости. Также вязкость жидкости может быть охарактеризована коэффициентом кинематической вязкости

(7.2)

где r – плотность жидкости.

Шарик радиусом R, падающий в жидкости, обволакивается ею, и вместе с прилегающим к его поверхности слоем движется со скоростью u (рис. 7.1). Прилипший слой приводит в движение соседние слои жидкости, скорость которых постепенно уменьшается по мере удаления от оси движения шарика (профиль скоростей показан на рис. 7.1 штриховой линией).

Г. Стокс установил, что при малых скоростях и размерах шарика (ламинарное течение) скорость слоёв жидкости становится равной нулю на расстоянии L = 2R/3 от поверхности шарика. Точнее, это имеет место при малых значениях безразмерного критерия Рейнольдса

(7.3)

где D – диаметр шарика; u – его скорость.

Следовательно, если выполняется условие ламинарности течения Re << 1, то градиент скорости

(7.4)

Поскольку площадь поверхности шарика S = 4pR², то модуль силы сопротивления при Re < 0,1

F_c = 6phRu.

(7.5)

Кроме силы сопротивления, на шарик, падающий в жидкости, действуют также сила тяжести (рис. 7.2)

(7.6)

и сила Архимеда

(7.7)

В выражениях (7.6) и (7.7) g – ускорение свободного падения, r₁– плотность шарика, r₂– плотность жидкости. Если начальная скорость шарика равна нулю, то F_c = 0 и шарик вначале будет двигаться ускоренно. Но по мере увеличения скорости шарика будет возрастать и сила сопротивления, и наступит такой момент, когда сумма приложенных к шарику сил станет равной нулю:

(7.8)

и дальнейшее движение шарика будет равномерным со скоростью u = u_равн.

Записывая второй закон Ньютона (7.8) в проекции на направление скорости и используя выражения (7.5), (7.6), (7.7), можно получить расчётную формулу для определения коэффициента динамической вязкости:

(7.9)

Таким образом, чтобы вычислить значение коэффициента динамической вязкости, нужно измерить диаметр шарика и определить скорость его равномерного движения

Установка для определения вязкости методом Стокса представляет собой вертикально расположенный стеклянный цилиндр с исследуемой жидкостью, куда и опускается шарик известного радиуса R. На боковой поверхности цилиндра имеется шкала, по которой измеряют путь l, пройденный шариком. Время, затраченное на прохождение отрезка пути, измеряется секундомером. Для улучшения условий наблюдения цилиндр подсвечивается лампой дневного света.

Развернуть

Открыть в широком формате

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Общие Рекомендации

За время прошедшее с момента выхода второго издания г в лаборатории сменилось оборудование модернизированы лабораторные установки... Внешним фактором потребовавшим изменения содержания лабораторного практикума... Также более подробно изложены теоретические основы проводимых экспериментов детализированы и конкретизированы...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Теория метода и описание установки

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Общие Рекомендации
Для успешного освоения курса физики необходимо систематически и последовательно прорабатывать конспект лекций и выполнять домашние задания, то есть решать задачи, и оформлять лабораторные отчёты по

Порядок действий в лаборатории и Методика измерений
Получив допуск, студент идёт в лабораторию, показывает лаборанту черновик с допуском, получает измерительные приборы и принадлежности, а также напечатанную инструкцию по проведению измерений и осва

Правила действий с приближёнными числами
1. Все результаты измерений являются приближёнными числами. Например, при измерении ширины тетради сантиметровой линейкой получилось приблизительно 17 см, а при измерении линейкой с миллиметровыми

Погрешности измерений
Внимание! Данные измерений, т.е. показания приборов – не округляются! 1. Любые измерения имеют погрешности. Абсолютно точных измерений не бывает! Погрешности опреде

Практическая методика статистической обработки результатов измерений
С целью унификации записей обработка данных производится в форме, представленной в табл. 1. Таблица 1 № п/п Данные измерений Xi,

Погрешности косвенных измерений
Если искомая величина y вычисляется по результатам измерений нескольких величин x1, x2, x3: y = f (x1, x

Графическая обработка результатов измерений
Очень часто обработку результатов производят графическим способом, который сразу даёт наглядное представление о характере зависимости одной величины от другой. Также по графикам определяют х

Определение параметров функциональных зависимостей по их графикам
По линейным графикам часто определяется угловой коэффициент изображаемой зависимости. На рис. 5 изображена такая зависимость координаты l от времени t и показано, как определяется её

Теория метода и описание установки
Напомним некоторые основные понятия. Механическая система – это совокупность материальных тел, которые рассматриваются как единое целое. Замкнутой (или изолированной)

Выполнение работы
1. Закрепите на планшете принесённый с собой лист миллиметровой бумаги. Проведите на нём среднюю линию по меткам на краях планшета так, чтобы она совпала с одной из линий сантиметровой сетки на мил

Анализ и обработка результатов измерений
1. Используя данные табл. 1.1 и формулы (1.18), (1.21), произведите расчёты по средним значениям áLñ, ál1ñ, ál2ñ

Теория метода и описание установки
Для описания вращательного движения твёрдого тела используют кинематические и динамические характеристики, перечисленные в табл. 2.1. Таблица 2.1 Кинематические хар

Выполнение измерений
Измерения времени t движения груза проводят 6–7 раз, отпуская один и тот же груз (без толчка!) с одного уровня, отмеченного на стойке. Секундомер включают в момент отпускания груза, и выключ

Выполнение измерений
1. Установите высоту h, на которую должен опуститься груз (по указанию руководителя работ в лаборатории), запишите её значение и радиус R шкива в заголовке табл. 2.2. 2. Закр

Анализ и обработка результатов измерений
По заданию 1 1. Вычислите и запишите в табл. 2.1 значения t2. 2. По данным таблицы постройте два графика зависимости пройденного грузом пути h от

Теория метода и описание установки
Одним из экспериментальных методов определения моментов инерции тел является метод крутильных колебаний. Этим методом можно определить момент инерции любого тела, имеющего не только правильн

Выполнение работы
Практической целью лабораторной работы является экспериментальное определение моментов инерции одного и того же тела относительно взаимно перпендикулярных осей, проходящих через его центр масс. Усл

Анализ и обработка результатов измерений
1. По данным измерений вычислить и занести в табл. 3.1 и 3.2 значения периодов и их средние значения áTñ по каждой серии измерений. 2. Вычислить радиусы колец и записа

Теория метода и описание установки
Лабораторная установка представляет собой стойку с кронштейном, к которому подвешены две пружины различной жесткости (рис. 4.1). К нижним концам пружин прикреплены подвески для помещения на них гру

Выполнение измерений
Измерения удлинения проводят для одной из двух пружин (по указанию преподавателя), для чего на подвеску помещают грузы различной массы. Сначала с помощью закреплённой вертикально линейки измеряют д

Выполнение измерений
Измерения проводят в следующем порядке. 1. Помещают на подвеску все 5 грузов, записывают их общую массу (можно учесть и массу подвески) в табл. 4.2. 2. Нажимая двумя пальцами на в

Анализ и обработка результатов измерений
По заданию 1 1. Вычислите и занесите в табл. 4.1 значения Dl и коэффициента упругости. При вычислении kст (4.4) используйте значение g из прил. 2.

Теория метода и описание установки
Адиабатическим называется процесс изменения объёма газа, проходящий без теплообмена с окружающей средой. При адиабатическом процессе изменяются все три параметра, определяющие

Анализ и обработка результатов измерений
1. По данным табл. 6.1 построить три графика зависимости температуры образца от времени охлаждения. 2. По графикам определить скорости охлаждения (см. рис. 6, с. 13) всех образцов при зада

Анализ и обработка результатов измерений
1. Определить и записать в табл. 7.1 отрезки пути l, пройденные шариком за соответствующие промежутки времени. 2. Вычислить скорость равномерного движения шарика u = l/t и

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Биглер, В.И. Физика: лабораторный практикум / В.И. Биглер, Н.М. Соколова, А.И. Сопин. – Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 2001. – Ч. 1. 2. Савельев, И.В. Курс общей физики / И.В. Савельев. – М.: Н

Справочные данные
Ускорение свободного падения g, м/с2 [4] Таблица П.1 Географическая широта, ° Высота над уровнем моря, м