|
Читайте также: |
Измеряется расстояние (
), время (
) движения свинцовых шариков в жидкостях под действием силы тяжести и диаметры шариков (
).
На шарик во время падения в жидкости действуют три силы: 1) сила тяжести направленная вниз (
, совпадает с направлением выбранной оси 
); 2) сила Архимеда (
); 3) сила сопротивления среды (
, обусловлена наличием сил вязкости). Второй закон Ньютона в векторной форме
,
где 
– масса свинцового шарика, 
– его ускорение.
Взяв проекции на ось
. (4)
Сила сопротивления определяется формулой Стокса 
. (5)
Особенность этой силы заключается в том, что она растёт с ростом скорости, из (4) следует, что при этом уменьшается ускорение тела и в определённый момент 
. То есть в начальный момент после попадания в жидкость тело движется с ускорением, которое быстро уменьшается по величине, начиная с некоторого момента движение шарика можно считать равномерным. Поэтому в (4) 
и
. (6)
В работе движение шарика рассматривается на участке его траектории, где движение можно считать равномерным.
Закон Архимеда: на тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, равная весу жидкости, вытесненной этим телом.
Сила Архимеда () по определению равна 
. Массу можно расписать через плотность и объём 
, и выразив объем шарика через его радиус (диаметр 
измеряется в работе экспериментально) 
, получим 
и для силы Архимеда 
(7)
Аналогично выражается сила тяжести 
. (8)
Подставляя (5, 7, 8) в (6), получим 
. (9)
Из (9) выражаем вязкость (
) 
. (10)
Заменяя в (10) радиус на диаметр (
) получаем 
(11)
В работе предполагается, что скорость шарика к моменту прохождения верхней отметки установилась, поэтому 
. Подставляя её в (11), получим расчётную формулу 
. (12)
Дата добавления: 2015-07-19; просмотров: 35 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| Теоретическая часть. | | | Определение момента инерции |