Практикум по курсу общей физики по специальности "Фармация". Миловидова С.Д - 26 стр.

                                         26


                                   Р А Б О ТА № 4
     О П Р Е ДЕ Л Е Н И Е К О Э Ф Ф И Ц И Е Н Т А ВЯЗК О С Т И Ж И ДК О С Т И
                              П О М Е Т О ДУ С Т О К С А
       П ринадлеж но сти: стек лянны й сосуд, на полненны й вяз к ой
жидк остью , ш арик и из свинца , сек ундомер, из мерительны й мик роск оп,
ма сш та бна я линейк а .
                                 К раткая тео рия
       Реа льна я жидк ость, в отличие от идеа льной, облада ет вязк остью
(внутренним трением), обусловленной сцеплением (вз а имодействием)
между ее молек ула ми. П ри движении жидк ости между ее слоями
воз ник а ю т силы внутреннего трения, действую щ ие та к им обра з ом, чтобы
ура внять ск орости всех слоев. П рирода этих сил з ак лю ча ется в том, что
слои, движущ иеся с ра з ны ми ск оростями, обменива ю тся молек ула ми.
М олек улы из более бы строго слоя переда ю т более медленному нек оторое
к оличество движения, вследствие чего последний на чина ет двига ться
бы стрее. М олек улы из более медленного слоя получаю т в бы стром слое
нек оторое к оличество движения (или импульса ), что приводит к его
торможению .
       Т а к им обра з ом, при переносе импульса от слоя к слою происходит
из менение импульса э тих слоев (увеличение или уменьш ение). Э то з на чит,
что на к а жды й из этих слоевдействуетсила , ра вна я из менению импульса в
единицу времени (второй з а к он Н ью тона ). Э та сила на з ы ва ется силой
трения между слоями жидк ости, движущ имися с ра з личны ми ск оростями
(внутреннее трение).
       Ра ссмотрим жидк ость, движущ ую ся в на пра влении оси Х (рис.1)
П усть слои жидк ости движутся с ра з ны ми ск оростями. Н а оси Z воз ьмем
две точк и, на ходящ иеся на ра сстоянии dz. С к орости поток а отлича ю тся в
Z              υ + dυ      э тих точк ах на величину dx. О тнош ение dυ
                                                                                dz
        ΔS
                           на з ы ва ется гра диентом ск орости – век торна я
dZ                         величина , численно ра вна я из менению ск орости на
                     υ     единицу длины в на пра влении, перпендик улярном
                       X
                           ск орости и на пра вленна я в сторону воз ра ста ния
                           ск орости.
  Y      Рис.1                     С ила внутреннего трения (вяз к ости) по
                           Н ью тону, действую щ а я между двумя слоями
 жидк ости, пропорциона льна площ а ди соприк а са ю щ ихся слоев Δ S и
                                                       dυ
 гра диенту ск орости:                         F = ––η      Δ S.                (1)
                                                       dz
 Зна к минус оз на ча ет, что импульс движения переносится в на пра влении
 уменьш ения ск орости, η - к оэ ффициент внутреннего трения, или
 к оэ ффициентвяз к ости.
        Ф из ическ ий смы сл к оэ ффициента вяз к ости η з а к лю ча ется в том, что
 он численно равен силе внутреннего трения, воз ник а ю щ ей на единице