рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры
- Раздел Образование
- /
- По методу Стокса
Реферат Курсовая Конспект
По методу Стокса
По методу Стокса - раздел Образование, До лаборатоних робіт з курсу загальної фізики Механіка і молекулярна фізика Мета Роботи – З Рівняння Руху Тіла Сферичної Форми В ...
Мета роботи – з рівняння руху тіла сферичної форми в в’язкому середовищі визначити швидкість падіння тіла і порівняти її з дослідними даними.
В даній роботі розглядається процес седиментації (осідання) частинок в полі сили тяжіння, що використовується, наприклад, для розшарування частинок різної густини в розчинах, суспензіях.
На тверду кульку, що падає у в'язкій рідині, діють три сили: сила тяжіння кульки FТ, виштовхувальна сила FA, що визначається за законом Архімеда, і сила опору рухові кульки з боку рідини FC, яка зумовлена внутрішнім тертям рідини.
Основну роль тут відіграє не тертя кульки об рідину, а взаємне тертя окремих шарів рідини. Найближчий до поверхні кульки шар рідини ніби прилипає до неї і рухається зі швидкістю кульки, інші шари – з дедалі меншою швидкістю.
Робота сил в’язкості залежить від розмірів поверхні вибраною елемента рідини і пропорційна величині 
, а кінетична енергія цього ж елементу рідини залежить від його об’єму і пропорційна 
, де v – швидкість руху окремого шару рідини, 
– лінійні розміри елементу рідини, 
– її густина, а 
– коефіцієнт динамічної в’язкості рідини. Тому відношення енергії елементу рідини до роботи сил в’язкості, тобто безрозмірна величина:
характеризує відносну роль сил в’язкості і називається числом Рейнольдса (на ім’я англійського фізика О. Рейнольдса). Чим менше число Рейнольдса, тим більшу роль відіграють сили в’язкості в процесі руху рідини.
Коефіцієнт В’язкості h для різних рідин має різне значення і залежить від параметрів, які характеризують стан рідини, в першу чергу від її температури. Одиниці вимірювання коефіцієнту – кг/(м×с).
Як бачимо, число Рейнольдса залежить від відношення коефіцієнта динамічної в’язкості h до її густини r. Тому відносний вплив в’язкості визначається величиною 
, яка називається кінематичною в’язкістю. Її одиниці вимірювання – м2/с.
Якщо кулька падає в рідині, нескінченній у всіх напрямках, не залишаючи після себе ніяких завихрень, при малих значеннях числа Рейнольдса сила опору визначається законом Стокса:
,
де v – швидкість руху кульки; r — її радіус.
Запишемо рівняння руху кульки:
.
Усі три сили, що діють на кульку, яка рухається в рідині, напрямлені по вертикалі: сила тертя і виштовхувальна сила – вгору, сила тяжіння — вниз. Сила тертя зі збільшенням швидкості кульки зростає.
При певних швидкостях руху кульки алгебраїчна сума трьох сил дорівнює нулю (прискорення стане рівним нулю), тобто кулька рухається за інерцією з постійною швидкістю. Для цього випадку справедливе співвідношення
або
.
де – густина кульки; 
– густина рідини. Розв’язавши рівняння відносно швидкості седиментації кульки, отримаємо
.
Зрозуміло, що забезпечити рух кульки в нескінченному середовищі практично неможливо, оскільки розміри посудини, в якій знаходиться рідина, скінченні. Тому при визначенні швидкості седиментації потрібно враховувати наявність стінок посудини. У випадку, коли кулька рухається в рідині, що знаходиться в циліндричній посудині радіусом R, при врахуванні наявності стінок, швидкість осідання можна визначати, як
Установка (рис. 9) для визначення швидкості седиментації методом Стокса — це прозора циліндрична посудина, закріплена на штативі. Зверху посудина закрита кришкою з отвором, до якої прикріплений пристрій для виймання кульки. На стінці посудини нанесено дві мітки. Відстань між поверхнею рідини і верхньою міткою 10 – 12 см. Радіус кульки визначають за допомогою вимірювального мікроскопа або мікрометра; внутрішній радіус посудини – за допомогою штангенциркуля; відстань між другою верхньою і другою нижньою мітками на посудині — за допомогою мірної лінійки; час, за який кулька проходить відстань L між мітками, за допомогою електронного секундоміра.
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
До лаборатоних робіт з курсу загальної фізики Механіка і молекулярна фізика
Одеський національний університет імені І І Мечникова... Методичні вказівки до лаборатоних робіт з курсу загальної фізики...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: По методу Стокса
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
| Твитнуть |
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Реклама
Информация в виде рефератов, конспектов, лекций, курсовых и дипломных работ имеют своего автора, которому принадлежат права. Поэтому, прежде чем использовать какую либо информацию с этого сайта, убедитесь, что этим Вы не нарушаете чье либо право.
© copyright 1999 - 2024 allRefs.net. Все права защищены. Страница сгенерирована за: 0.017 сек.
Новости и инфо для студентов