Молекулярная физика и термодинамика. Беховых Ю.В - 65 стр.

               Лабораторная работа № 9
  ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ВЯЗКОСТИ ЖИДКОСТИ
          МЕТОДОМ ПАДАЮЩЕГО ШАРИКА


    Цель работы − познакомиться с методом Стокса для определе-
ния вязкости жидкости.
    Оборудование: стеклянный цилиндр с исследуемой жидкостью,
комплект шариков, секундомер, микрометр, масштабная линейка.

               Основные теоретические сведения

    Вязкость (внутреннее трение) – это свойство реальных жидко-
стей оказывать сопротивление перемещению одной части жидкости
относительно другой. При перемещении одних слоев реальной жидко-
сти относительно других возникают силы внутреннего трения, на-
правленные по касательной к поверхности слоев. Действие этих сил
проявляется в том, что со стороны слоя, движущегося быстрее, на
слой, движущийся медленнее, действует ускоряющая сила. Со сторо-
ны же слоя, движущегося медленнее, на слой, движущийся быстрее,
действует тормозящая сила.
    Как показал И. Ньютон, сила трения между двумя слоями жидко-
сти площадью S , отстоящими друг от друга на расстоянии dx и от-
личающимися по скорости течения на величину dυ , может быть вы-
числена из соотношения:
                                          dυ                 (1)
                           Fтр = −η ⋅ S ⋅    ,
                                     dx
где η – коэффициент пропорциональности, зависящий от природы
            жидкости, называется динамическим коэффициентом
            вязкости (или просто вязкостью);
     dυ
          – градиент скорости.
      dx
    Градиент функции – это векторная величина, представляющая
собой изменение значения функции на единицу длины в направлении
ее наибольшего возрастания.) Следовательно, градиент скорости на-
правлен перпендикулярно скорости течения в сторону ее возрастания
(рис. 1).


                              65