Gr.7 ZIP

ĆWICZENIE 13

1.WSTĘP

Ruch jednostajny jest to ruch, w którym droga S przebyta przez ciało jest proporcjonalna do czasu trwania tego ruchu. Prędkość w ruchu jednostajnym jest stała i równa się prędkości średniej.

Ruch przyśpieszony jest to ruch, w którym prędkość rośnie, a przyspieszenie ma zwrot zgodny ze zwrotem prędkości.

Przyspieszeniem chwilowym nazywamy stosunek zmiany prędkości ΔV do czasu Δt, w którym zmiana nastąpiła, jeżeli czas Δt dąży do zera. Jednostką przyspieszenia jest1m/s.. Przyspieszenie jest wielkością wektorową. Siła F=m⋅a. Jednostką siły jest 1N(Newton).Newton jest to siła, która masie 1 kg nadaje przyspieszenie 1m/s.., a więc 1N=1kg⋅1m/s.. Na kulę o promieniu r poruszającą się w cieczy współczynniku lepkości η z prędkością u, tak, że ruch cieczy względem kuli jest laminarny działa siła oporu(tarcia) wyrażona prawem Stokesa.

F=6⋅π⋅η⋅r⋅u

Oczywiście taka sama siła będzie działać na kulę nieruchomą umieszczoną w strumieniu cieczy poruszającej się z prędkością u, gdzie V jest prędkością cieczy w punkcie bardzo odległym od kuli (w pobliżu kuli prędkości są rozmaite).

Mała kulka o promieniu r spada swobodnie w cieczy lepkiej. Na kulę działa siła ciężkości w dół.

Q=
ρ-gęstość materiału kulki

W kierunku pionowym do góry działa na kulkę siła oporu F oraz wybór.

ρ.-gęstość cieczy

początkowej fazie spadania ruch kulki jest przyspieszony. Ze wzrostem prędkości rośnie jednak siła oporu F i w pewnym momencie wszystkie trzy siły równoważą się.

Ruch kulki ustala się i kulka spada dalej ruchem jednostjnym. Dla ruchu ustalonego mamy zatem:

a stąd prędkość kulki:

Ze wzoru wynika, że dla małych wartości r prędkość spadania kulki jest bardzo mała. Dlatego też małe krople deszczu lub małe cząsteczki pyłu opadają bardzo powoli. Prawo Stokesa może być wykorzystane do wyznaczania współczynnika cieczy.

2.WYKONANIE ĆWICZENIA

a. Określamy promień R cylindra, mierząc średnicę suwmiarką.

b. Mierzymy gęstość cieczy ρ. Za pomocą areometru.

c. Mierzymy objętość kulki.

Do cylinderka wlewamy wodę i wrzucamy kilka kulek, badamy zmianę poziomu wody.

d. Obliczamy masę kulki.

Ważymy kilkanaście kulek i masę ich dzielimy przez liczbę kulek.

e. Wyliczamy promień kulki ze wzoru

f. Dokonujemy pomiaru prędkości u. Zaznaczamy w cylindrze dwie drogi s. i s.. Przez lejek wypuszczamy pojedynczo kulki do cieczy i mierzymy stoperem czas spadania kulek. Pomiary wykonujemy 9 razy dla każdej drogi.

3. OBLICZENIA.

R=0,0308m

=1244kg/

=0,0365kg

=0,0006759kg

=0,000000333

r=
=
=
=
. =0,0043m

=0,2 ,
=0,5m

C Z A S (S)	S1			S2
		2,13	2,14	2,27	4,96	5,26	5,22
		2,24	2,23	2,10	5,17	5,31	5,55
		2,25	2,21	2,06	5,03	4,94	4,89

Czas średni : t₁ , t₂ dla s₁ i s₂

t₁ =

t₁=2,18[s]

t₂=

t₂=5,15[s]

Obliczam średnią prędkość u:

u _i =
i=1,2.

u₁=

Obliczam współczynnik lepkości cieczy η:

4. RACHUNEK BŁĘDÓW.

Δu = maxu-u_i,i=1,2.

Δu=0,0944-0,0917=0,003[m/s]

Δu=0,0944-0,0917=0,0027[m/s]

=0,03178+0,007268+1,250978⋅1,8507= =0,03178+0,007268+2,31518=2,354

Δη=60,676Pa⋅s

5.WNIOSKI

Ćwiczenie zostało wykonane błędnie , gdyż błąd rachunku wyszedł bardzo duży.

Przypuszczam , że żle odczytałam jednostki , co miało tak olbrzymi wpływ na wynik.

Współczynnik lepkości cieczy powinien wyjść 1,49Pa⋅s mój wynik odbiega od tej normy.

---