Аппарат для экспериментального определения конечной скорости свободного падения – цилиндрическая стеклянная классификационная труба диаметром 35-40 мм и высотой 1000-1500 мм (рис. 2).
Классификационная труба 3, установленная на станине 7, шлангом с краном 1 подключается к водопроводной сети с постоянным напором воды. Вода в трубу подается снизу через вортекс 2 по касательной, чем обеспечивается более равномерное распределение скоростей потока по сечению трубы. При восходящем потоке вода из трубы сливается через воронку 4 и шланг 6. Труба снабжена миллиметровой шкалой 5 и нижней пробкой 8.
Исходный материал для опытов
Исходным материалом служат эбонитовый шарик (d=5 мм,
=1,15 г/см3) и
зерна угля (=1,4 г/см3), кварца (=2,65 г/см3) и магнетита
(=5 г/см3) крупностью
–2,36+1,65 мм.
Условия проведения опытов
Экспериментальное определение конечной скорости свободного падения шарика и зерен производится двумя способами: в неподвижной воде и в восходящем потоке воды.
Порядок проведения работы
I. Определение 
в неподвижной воде
1. Классификационную трубу заполняют водой до верхнего ее края.
2. Зерно (шарик), для которого определяют конечную скорость свободного падения, осторожно, чтобы не сообщить ему начальное ускорение, опускают в трубу и по секундомеру замеряют время, за которое зерно пройдет определенный путь H (замеряется по шкале 5 по трубке). Для шарика и каждого зерна (угля, кварца, магнетита) делают 10 таких замеров (шарик или зерно после каждого замера поднимают из трубы, создав в ней соответствующий восходящий поток воды). Результаты всех замеров t записывают в табл. 2.
3. Подсчитывают среднее время tср (как среднеарифметическое из 10 замеров), которое необходимо зерну (или шарику), чтобы пройти определенный путь H.
4. Рассчитывают экспериментальную конечную скорость свободного падения зерен угля, кварца, магнетита и шарика по формуле:
.
(19)
5. Взвешивают некоторое количество зерен угля, кварца, магнетита и по
формуле (13) рассчитывают сначала объем одного зерна, а потом по формуле (12)
его эквивалентный диаметр по объему 
(эквивалентный
диаметр шарика равен его диаметру, т. е. 5 мм). Для взвешивания можно
взять любое число зерен n, обычно при принятой
крупности зерен n=20¸30 (чем меньше плотность зерна,
тем больше число зерен рекомендуется брать для взвешивания при определении его
эквивалентного диаметра по объему).
Полученные значения также
записывают в табл. 2.
6. По формуле Ньютона-Риттинера (16) рассчитывают теоре-тические скорости свободного падения для шарика и зерен угля, кварца и магнетита. Значения их также записывают в табл. 2.
7. Рассчитывают коэффициент формы 
для
разных зерен по формуле (15) и значения их заносят в табл. 2.
II. Определение в восходящем потоке
воды
8. В классификационную трубу опускают шарик или исследуемое зерно угля, кварца или магнетита и создают в ней такой восходящий поток, при котором зерно будет находиться во взвешен-ном состоянии (примерно на середине трубы).
9. В момент, когда зерно находится в равновесии, замеряют время 
, за которое наполняется водой
сосуд определенной емкости (обычно это фарфоровая кружка емкостью 0,5 или 1
л.). Поскольку напор воды может немного меняться, для шарика и каждого зерна
производят три замера времени, поддерживая все время шарика и зерна в исходном
взвешенном состоянии. Все замеры времени записывают
в табл. 3.
10. Рассчитывают средний расход воды, при котором шарик или каждое зерно находится в равновесии:
,
(20) где 
- постоянный объем, который
наполняют при замере, обычно =500 или 1000
см3; 
- среднее время, за
которое наполняется сосуд объемом (среднеарифметическое
из трех замеров), с.
11.Рассчитывают скорость восходящего потока 
в
момент, когда шарик или определенное зерно находилось в равновесии (другими
словами, искомую конечную скорость свободного падения):
,
(21) где 
- живое сечение трубки, см3,
.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.