Курс общей физики. Миловидова С.Д - 12 стр.

UptoLike

Рубрика: 

12
По результатам опыта необходимо оценить абсолютную и
относительную ошибки измерений .
Увеличив расстояние между телами, повторить опыт. Оформить его
в виде аналогичной таблицы .
Сделать вывод о том , как изменяется момент инерции системы от
положения тел на платформе.
Это упражнение можно выполнить, изменяя положение одного тела
на платформе (например, параллелепипеда ) из вертикального в
горизонтальное и наоборот.
РАБОТА 3
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ВЯЗКОСТИ ЖИДКОСТИ
ПО МЕТОДУ СТОКСА
Принадлежности: стеклянный сосуд, наполненный вязкой
жидкостью , шарики из свинца , секундомер, измерительный микроскоп,
масштабная линейка .
Краткая теория
Реальная жидкость, в отличие от идеальной , обладает вязкостью
( внутренним трением ), обусловленной сцеплением (взаимодействием )
между ее молекулами. При движении жидкости между ее слоями
возникают силы внутреннего трения, действующие таким образом , чтобы
уравнять скорости всех слоев. Природа этих сил заключается в том , что
слои, движущиеся с разными скоростями, обмениваются молекулами.
Молекулы из более быстрого слоя передают более медленному некоторое
количество движения, вследствие чего последний начинает двигаться
быстрее. Молекулы из более медленного слоя получают в быстром слое
некоторое количество движения (или импульса ), что приводит к его
торможению .
Таким образом , при переносе импульса от слоя к слою происходит
изменение импульса этих слоев (увеличение или уменьшение). Это значит,
что на каждый из этих слоев действует сила , равная изменению импульса в
единицу времени (второй закон Ньютона ). Эта сила называется силой
трения между слоями жидкости, движущимися с различными скоростями
(внутреннее трение).
Рассмотрим жидкость, движущуюся в направлении оси Х (рис.1)
Пусть слои жидкости движутся с разными скоростями. На оси Z возьмем
две точки , находящиеся на расстоянии dz. Скорости потока отличаются в
этих точках на величину dx. Отношение
dz
d
υ
называется градиентом скорости векторная
величина , численно равная изменению скорости на
единицу длины в направлении, перпендикулярном
скорости и направленная в сторону возрастания
скорости.
Z
X
Y
dZ
υ
υ
d
+
Δ
S
Рис.1
                                         12


  П о рез   у льта там опы та необх одимо оценить а бсолю тну ю         и
относительну ю ош ибки из  мерений .
     У величив ра сстояние между тела ми, повторить опы т. О ф ормить его
ввиде а на логичной та блицы .
     С дела ть вы вод о том, как из  меняется момент инерции системы от
положения тел на пла тф орме.
     Э то у пра жнение можно вы полнить, из  меняя положение одного тела
на пла тф орме (на пример, пара ллелепипеда ) из вертика льного в
горизонта льное и наоборот.

                                    РА Б ОТ А № 3
      О П Р Е ДЕ Л Е Н И Е КО ЭФ Ф И Ц И Е Н ТА ВЯ ЗКО С ТИ Ж И ДКО С ТИ
                              П О М Е ТО ДУ С ТО КС А
        П рина длежности: стеклянны й           сосу д, на полненны й        вяз кой
жидкостью , ш арики изсвинца , секу ндомер, из           мерительны й микроскоп,
ма сш та бна я линей ка .
                                  К ра тка я теория
        Реа льна я жидкость, в отличие от идеа льной , облада ет вяз         костью
(вну тренним трением), обу словленной сцеплением (вз              а имодей ствием)
между ее молеку ла ми. П ри движении жидкости между ее слоями
воз ника ю т силы вну треннего трения, дей ству ю щ ие та ким обра з      ом, чтобы
у ра внять скорости всех слоев. П рирода этих сил з        аклю ча ется в том, что
слои, движу щ иеся с ра з      ны ми скоростями, обменива ю тся молеку ла ми.
М олеку лы изболее бы строго слоя переда ю т более медленному некоторое
количество движения, вследствие чего последний на чина ет двига ться
бы стрее. М олеку лы изболее медленного слоя полу чаю т в бы стром слое
некоторое количество движения (или импу льса ), что приводит к его
торможению .
        Т а ким обра з  ом, при переносе импу льса от слоя к слою происх одит
из менение импу льса этих слоев (у величение или у меньш ение). Э то з        на чит,
что на ка жды й изэтих слоевдей ству етсила , ра вна я из     менению импу льса в
единицу времени (второй з         а кон Н ью тона ). Э та сила на з ы ва ется силой
трения между слоями жидкости, движу щ имися с ра з           личны ми скоростями
(вну треннее трение).
        Ра ссмотрим жидкость, движу щ у ю ся в на пра влении оси Х (рис.1)
П у сть слои жидкости движу тся с ра з      ны ми скоростями. Н а оси Z воз    ьмем
две точки, на х одящ иеся на ра сстоянии dz. С корости потока отлича ю тся в
Z              υ + dυ       этих точках на величину dx. О тнош ение dυ
                                                                                 dz
      ΔS
                            на з
                               ы ва ется гра диентом скорости – векторна я
dZ                          величина , численно ра вна я из
                                                          менению скорости на
                    υ       единицу длины в на пра влении, перпендику лярном
                        X
                            скорости и на пра вленна я в сторону воз ра ста ния
                            скорости.
 Y     Рис.1