Определение разгонного участка и сил вязкостного сопротивления в чистой воде, сладком и соленом растворах

Основные расчетные формулы:

Для определение теоретической скорости применим формулу Риттингера:

    (1),

Где d – диаметр зерна, м;

  - плотность тела (зерна), кг/м³;

 - плотность раствора, кг/м³.

Время прохождения разгонного участка:

      (2),

Где  - теоретическая скорость, м/с;

g – ускорение свободного падения, м/с;

  - плотность тела (зерна), кг/м³;

 - плотность раствора, кг/м³.

Длина разгонного участка:

     (3),

Где  - теоретическая скорость, м/с;

g – ускорение свободного падения, м/с;

  - плотность тела (зерна), кг/м³;

 - плотность раствора, кг/м³.

Сила вязкого сопротивления среды:

  (3*),

Где  - теоретическая скорость, м/с;

F -  площадь проекции зерна, м² ;

 - плотность раствора, кг/м³.

Где d – диаметр зерна, м.

С учетом этого формулу (3*) перепишется в виде:

 (3).

Вычисление погрешности будем производить по формуле:

 (4),

Где  - экспериментальное значение,

 - теоретическое значение.

Схема и описание экспериментальной установки:

Установка состоит из колбы с прикрепленной измерительной шкалой и осветительного прибора (лампы), свет которого направлен перпендикулярно шкале.

В ходе эксперимента используется ареометр для определения плотности раствора, секундомер и пинцет.

Ход эксперимента:

В ходе эксперимента нам необходимо определить разгонный участок и силы вязкостного сопротивления в чистой воде, сладком и соленом растворах.

Методика эксперимента для всех трех исследуемых жидкостей одинакова:

1.  Подготовка к эксперименту: определение плотности раствора и зерна, подготовка установки.

2.   Проведение эксперимента:

2а. с помощью пинцета опускаем зерно (частицу) в раствор без начальной скорости. Запускаем секундомер. Отмечаем точку, в которой траектория движения начинает отличаться от прямолинейной, отмечаем время.

2б. повторяем опыт (пункт 2а) еще 4 раза. Заносим данные в таблицу, производим обработку эксперимента.

3.  Рассчитываем теоретические значения, вычисляем погрешность.

Таблица экспериментальных данных: