Politechnika Świętokrzyska w Kielcach
Laboratorium Fizyki
Nr ćw. 1	Temat ćwiczenia: „Wyznaczanie współczynnika lepkości cieczy na podstawie prawa Stokes'a”	Grupa:
Data wykonania ćwiczenia:			Zespół:
Data oddania sprawozdania:	OCENA:	Skład grupy:

1.Cel ćwiczenia:

• Obserwacja ruchu ciał spadających w ośrodku ciągłym

• Wyznaczanie współczynnika lepkości cieczy z wykorzystaniem prawa Stokes'a.

2. Materiały potrzebne do przeprowadzenia pomiarów :

• 50 kulek małych

• 16 kulek dużych

• Suwmiarka

• Waga

• Czasomierz

• Szklany cylinder z olejem

• Linijka

• Magnes

3.Obliczenia i pomiary

Kulki małe średnice d w [mm]:

L. Kulki	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	Średnia(dśr)
Średnica(d)	3,1	3,2	3,2	3,15	3,2	3,1	3,2	3,1	3,15	3,2	3,16

Średni promień kulek małych:

Kulki duże średnice d w [mm]:

L. Kulki	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	Średnia(dśr)
Średnica(d)	3,95	3,8	3,9	3,95	4,0	3,95	4,0	3,95	3,9	3,9	3,93

Średni promień kulek dużych:

Masa w [g] m dla n=50 kulek małych:

L. Kulki	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	Średnia(mśr)
Masa(m)	6,46	6,46	6,45	6,47	6,46	6,46	6,46	6,47	6,46	6,45	6,46

Średnia masa kulek małych:

Masa w [g] m dla n=15 kulek dużych:

L. Kulki	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	Średnia(mśr)
Masa(m)	3,81	3,83	3,8	3,81	3,81	3,82	3,8	3,82	3,83	3,8	3,813

Średnia masa kulek dużych:

Droga opadania kulek h w [mm]:

h=240mm

Kulki małe czas opadania t w [s]:

L. Kulki	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	Średnia(tśr)
Czas(t)	3,0	3,17	3,15	3,07	3,11	3,0	3,0	3,1	2,93	2,99	3,052

Kulki duże czas opadania t w [s]:

L. Kulki	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	Średnia(tśr)
Czas(t)	1,91	1,95	1,98	1,98	1,94	2,09	1,98	1,99	1,91	2,0	1,973

Przyjmujemy: gęstość oleju ρ_c=879kg/m³
przyspieszenie ziemskie g=9,81m/s²

Średni współczynnik lepkości oleju:

Średni współczynnik lepkości oleju małe kulki:
m_śr=0,129g=0,000129kg
r_śr=1,58mm=0,00158m
h=240mm=0,24m

Średni współczynnik lepkości oleju duże kulki:

m_śr=
=0,000
kg
r_śr=
mm=0,00
m
h=240mm=0,24m

4.Tabele pomiarowe:
Dla małych kulek:

Lp.	d [m]	dśr[m]	rśr[m]	[kg]	[kg]	h[m]	t[s]	tśr[s]	ρc[ ]	g[ ]	[ ]
1	0,0031	0,00316	0,00158	0,00646	0,000129	0,24	3,0	3,052	879	9,81
2	0,0032											0,00646			3,17
3	0,0032											0,00645			3,15
4	0,00315											0,00647			3,07
5	0,0032											0,00646			3,11
6	0,0031											0,00646			3,0
7	0,0032											0,00646			3,0
8	0,0031											0,00647			3,1
9	0,00315											0,00646			2,93
10	0,0032											0,00645			2,99

Dla dużych kulek:

Lp.	d [m]	dśr[m]	rśr[m]	[kg]	[kg]	h[m]	t[s]	tśr[s]	ρc[ ]	g[ ]	[ ]
1	0,00395	0,00393	0,001965	0,00381	0,000254	0,24	1,91	1,973	879	9,81
2	0,0038											0,00383			1,95
3	0,0039											0,0038			1,98
4	0,00395											0,00381			1,98
5	0,004											0,00381			1,94
6	0,00395											0,00382			2,09
7	0,004											0,0038			1,98
8	0,00395											0,00382			1,99
9	0,0039											0,00383			1,91
10	0,0039											0,0038			2,0

5.Błędy pomiarowe:

Względny błąd współczynnika lepkości w % dla małych kulek

=0,14s

=0,023mm

m=0,0066g

h=0m

Względny błąd współczynnika lepkości w % dla dużych kulek

=0,053s

=0,028mm

m=0,0082g

h=0m

6.Wnioski:
Wykonywanie kolejnych pomiarów mających służyć do wyznaczenia gęstości badanych przedmiotów nie sprawiało większych trudności. Zważyliśmy obiekty ćwiczebne, zmierzyliśmy ich wymiary za pomocą suwmiarki ( przy czym nauczyliśmy się odpowiedniego używania przyrządu i zasad dokładnego pomiaru) oraz wyznaczyliśmy lepkość cieczy na podstawie prawa Stokes'a. Wszystkie pomiary wykonaliśmy dla małych i dużych kulek jak również wyznacznik lepkości cieczy obliczyliśmy osobno dla małych kulek i dużych kulek . Po porównaniu otrzymanych wyników wyznacznika lepkości cieczy widać, że obliczone wartości nie są idealnie takie same. Potwierdza to oszacowany błąd względny współczynnika lepkości. Wynika to prawdopodobnie z błędu pomiarowego suwmiarki wynoszącego 5%, dużej niedokładności podczas pomiaru czasów opadania kulek w cieczy spowodowanych nie najlepszym czasem reakcji osoby mierzącej czasy, lub (pomimo największych starań) nieprecyzyjnie wykonanych przez nas pomiarów.

---