Физика. Методические указания. Иванов А.С - 106 стр.

UptoLike

Рубрика: 

106
РАБОТА 13. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКОЙ ВЯЗКОСТИ
ЖИДКОСТИ ПО МЕТОДУ СТОКСА
1. Цель работы
Определение коэффициента внутреннего трения (динамической вязко-
сти) исследуемой жидкости по методу Стокса.
2. Краткая теория исследуемого явления
Вязкость, или внутреннее трение, в жидкости выражается в свойстве
жидкости оказывать сопротивление перемещению ее слоев относительно друг
друга. Внутреннее трение связано с возникновением сил трения между слоями
жидкости, перемещающимися с различными скоростями. Со стороны слоя,
движущегося быстрее, на более медленно движущийся слой действует уско-
ряющая сила. Медленно перемещающиеся слои тормозят более
быстро движу-
щиеся слои жидкости.
Пусть слои жидкости движутся параллельно друг другу (ламинарное те-
чение) в направлении оси
OX с разной скоростью )z(
x
v (рис. 1). Силы трения
направлены по касательной к поверхности соприкосновения слоев и описыва-
ются законом Ньютона.
S
dz
d
F
x
v
η=
тр
, (1)
где
dz
d
x
v
производная скорости по нормали к слоям (модуль градиента скоро-
сти);
Sплощадь соприкосновения слоев; η коэффициент внутреннего трения
(динамическая вязкость).
Из закона (1) следует, что коэффициент внутреннего трения численно
равен силе внутреннего трения, действующей на единицу площади соприкос-
новения слоев при модуле градиента скорости, равном единице. Единицей ко-