background image


Opracowanie wyników 
Liczba pomiarów w każdej serii: 10 

 

Kropla 

nr. 

Seria 1 

Seria 2 

1 14  13 
2 14  13 
3 14  13 
4 14  14 
5 15  13 
6 14  14 
7 15  14 
8 15  14 
9 15  13 

Cza

s p

rzelo

tu k

rop

li 

[s] 

na dyst

ansi

e 2

5cm,

 

ozn

acz

amy t

i

10 14  13 

 

Średni promień kropli 

3

3
4

V

r

π

=

 

Średnia masa jednej kropli 

m

V

ρ

=

  dla  

3

kg

m

1000

wody

ρ

=

 

Średnia prędkość opadania kropli 

10

1

10

i

i

v

v

=

=

 gdzie 

i

i

S

v

t

=

25

S

cm

=

[ ]

 

m

v

s

=

 

 

 

Seria 1 

Seria 2 

Średnia ilość kropel przypadająca na 

3

cm

 

20

 

101 80 

Średnia objętość jednej kropli (V) [m

3

] 1,98 

10

-7

2,5 10

-7

Średni promień kropli (r) [m] 

3,6 10

-3

3,9 10

-3

Średnia masa jednej kropli (m) [kg] 

 1,98 10

-4

2,5 10

-4

Średnia prędkość opadania kropli (v)  [

m

s

1,74 10

-2

1,87 10

-2

 
 
 
 
 
 

 

 

Wielkości potrzebne do obliczenia lepkości cieczy metodą Stokesa: 

 

gęstość cieczy 

3

m

kg

 

800

=

ρ

 

przyspieszenie ziemskie 

2

s

m

 

81

,

9

=

g

 

promień cylindra z cieczą 

m

 

0225

,

0

=

R

 

 

Po podstawieniu do wzoru 

(

)

⎛ +

=

R

r

rv

V

m

g

4

,

2

1

6

π

ρ

η

 

Otrzymujemy współczynnik lepkości badanej cieczy odpowiednio dla serii 1 i 2: 

 

[

]

1

0, 238 Pa s

η

=

 

 

 

[

]

2

0, 251 Pa s

η

=

 

 

background image

Obliczenie niepewności pomiarowej 

 

Przyrządy które używaliśmy przy wykonywaniu doświadczenia, pozwalały uzyskać 

następującą dokładności pomiarowe: 

3

1

V

cm

Δ =

1

t

s

Δ =

 

 

Po podstawieniu do wzoru 

(

)

6

g m

V

rv

ρ

η

π

=

 odpowiednio wyrażeń na: m, r, v otrzymujemy: 

(

)

3

3

2

2

3

3

6

4

w

g

V t

A V t

n

S

ρ

ρ

η

π

π

=

=

2

, gdzie 

(

)

2

3

3

6

4

w

g

A

const

n

S

ρ

ρ

π

π

=

=

 

Aby obliczyć błąd wartości złożonej korzystamy z prawa przenoszenia błędu: 

2

2

V

t

V

t

η

η

η

Δ =

Δ

+

Δ

 

 
dla uproszczenia rachunków obie strony równania dzielimy przez 

η

 

2

2

V

t

V

t

η

η

η

η

η

η

Δ

Δ

Δ

=

+

 

Po podstawieniu zróżniczkowanego względem objętości kropel i czasu równania na 

η

 

otrzymujemy: 

(

)

2

2

3

2

3

2

3

t

A

V

V

V

η

η

Δ

=

Δ

+

t

Δ

 

Podstawiając odpowiednie wartości otrzymujemy wynik: 

0,161[

]

Pa s

η

η

Δ

=

⋅  

 
 

Wnioski: 

 

Wartość tablicowa współczynnika lepkości dla oleju parafinowego w temp. Pokojowej wynosi: 

η = 0,1018 [ N*s / m

2

]

 

Jak widać, obie obliczone wielkości 

(

)

1

2

,

η η

mieszczą się w granicach błędu.  

Przyczynami błędów pomiaru są : 

niedokładność w mierzeniu czasu opadania, 

niedokładność w odczycie objętości wypuszczonej cieczy. Wyznaczone wartości współczynnika 
lepkości mogą się różnić od tablicowego z powodu: opadania kropli nie po idealnej osi cylindra, 
możliwości ze ruch kropli w oleju nie był do końca laminarny (z powodu za dużej prędkości 
opadania) oraz zanieczyszczenia oleju w cylindrze. Minimalny wpływ mogły też mieć zmiany 
temperatury występujące w pracowni fizycznej w czasie wykonywania ćwiczenia.