Лабораторная работа 6М Определение коэффициента внутреннего трения жидкости по методу Стокса

БФУ им. И.Канта
Новожонов Даниил Юрьевич
1 курс Информационная безопасность
Лабораторная работа №6м
«Определение коэффициента внутреннего трения
жидкости по методу Стокса»
Калининград
Лабораторная работа №6м
«Определение коэффициента внутреннего трения жидкости по методу
Стокса»
Цель работы: изучение и определение коэффициента внутреннего трения
жидкости по методу Стокса.
Оборудование: крепежный винт, цилиндрические стеклянные колбы с
пробками, указатели высоты падения шариков, измерительная линейка,
подсветка с отражателем, тумблер включения подсветки.
Используемые формулы:
𝟏 𝝆𝒈Ʈ𝒅𝟐
ŋ = 𝟏𝟖
𝑳
(1)
2
∑𝑛
𝑖=𝑛(𝑥𝑖 −𝑥̅ )
𝑆(𝑥̅ ) = √
𝑛(𝑛−1)
(2)
∆̇ = 𝑆(𝑥̅ ) ∗ 𝑡𝑛,𝑝 (3), где 𝑡𝑛,𝑝 = 4,3
∆окр =
ℎ
2
(4)
∆c = 1,1√∆пр 2 + ∆окр 2 (5), где ∆пр = 0
∆𝑥 = √∆̇2 + ∆с 2 (6)
∆ŋ = 3∆𝑑 (7)
Таблица 1:
Упражнение Ⅰ. Рассчитать коэффициент внутреннего трения жидкости по
формуле (1), и найти его среднее значение:
1. Вычислим ŋ для касторового масла
ŋ1 =
ŋ2 =
ŋ3 =
ŋ4 =
ŋ5 =
1 (11300−960)∗9,8∗6,3∗0,00282
18
0,2
= 1,39
1 (11300−960)∗9,8∗6,28∗0,003322
18
= 1,95
0,2
1 (11300−960)∗9,8∗5,13∗0,002642
18
= 1,0064
0,2
1 (11300−960)∗9,8∗3,16∗0,003472
18
1 (11300−960)∗9,8∗3,36∗0,00352
18
= 1,071
0,2
0,2
= 1,16
ŋср = 1,32
2. Вычислим ŋ для глицерина
ŋ1 =
ŋ2 =
ŋ3 =
ŋ4 =
ŋ5 =
1 (11300−1260)∗9,8∗3,9∗0,003512
18
0,2
1 (11300−1260)∗9,8∗4,15∗0,00362
18
0,2
= 1,31
= 1,47
1 (11300−1260)∗9,8∗6,33∗0,003882
18
0,2
1 (11300−1260)∗9,8∗3,65∗0,003732
18
0,2
1 (11300−1260)∗9,8∗3,91∗0,003582
18
0,2
= 2,605
= 1,39
= 1,37
ŋср = 1,63
Упражнение ⅠⅠ. Провести статическую обработку результатов измерений:
1. Вычислим абсолютную погрешность для диаметра шарика [2],
опущенного в касторовое масло:
1) Вычислим среднеквадратичную погрешность по формуле (2):
𝑆(𝑑) = √
0,0041
6
= 0,026
2) Вычислим случайную погрешность по формуле (3):
∆̇ = 0,026 ∗ 4,3 = 0,1118
3) Вычислим систематическую погрешность погрешность по формуле (5),
подставив в неё формулу (4):
∆c = 1,1√02 + (
0,001 2
)
2
= 0,00055
4) Вычислим абсолютную погрешность по формуле (6):
∆𝑑 = √0.11182 + 0.000552 = 0.111801(мм)
2. Вычислим абсолютную погрешность для диаметра шарика [7],
опущенного в глицерин, повторяя действия из пункта (1):
1)
𝑆(𝑑) = √
2) ∆̇ = 0,032 ∗ 4,3 = 0,1376
3) ∆c = 1,1√02 + (
0,001 2
)
2
= 0,00055
4) ∆𝑑 = √0.13762 + 0.000552 = 0.137601(мм)
0,0061
6
= 0,032
Упражнение ⅠⅠⅠ. Рассчитать погрешность косвенного измерения ŋ
по формуле (7), и записать итоговый результат:
Касторовое масло: ∆ŋ = 3 ∗ 0,000111801 = 0,00034
[ŋ = 𝟏, 𝟑𝟐 ± 𝟎, 𝟎𝟎𝟎𝟑𝟒]
Глицерин: ∆ŋ = 3 ∗ 0,000137601 = 0,00041
[ŋ = 𝟏, 𝟔𝟑 ± 𝟎, 𝟎𝟎𝟎𝟒𝟏]
Вывод: я изучил и определил коэффициент внутреннего трения жидкости по
методу Стокса.