87491 skanuj0002 (415)

Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki

omawianego ćwiczenia. Każde ciało poruszające się w cieczy pociąga za sobą, dzięki istnieniu sił międzycząsteczkowych, sąsiadujące z nim warstewki. Zobrazować to można na przykładzie kulki poruszającej się w cieczy. Kulka unosi ze sobą warstwę przylegającego płynu, a ten na skutek zjawiska tarcia wewnętrznego wprawia w ruch następne warstwy. Im dalej położona jest warstewka, tym mniejszą prędkość uzyskuje. W ogólnym przypadku siła oporu Fj, jaką płyn stawia poruszającemu się ciału jest proporcjonalna do wielkości ciała i zależy od jego kształtu, prędkości ruchu kulki v oraz od współczynnika rj określającego lepkość ośrodka, w którym odbywa się ruch, co można wyrazić wzorem:

F_T= —k-a-rj-v    (8.1)

gdzie:

k - współczynnik proporcjonalności zależny od kształtu ciała, a - wielkość charakteryzująca wymiary ciała.

We wzorze pojawia się minus, gdyż siła oporu skierowana jest przeciwnie niż wektor prędkości ciała. W przypadku ciała o kształcie kuli o promieniu r powyższy wzór przyjmuje postać:

F_r = —6 ‘ji'r-ij‘V    (8.2)

Zależności wyrażone równaniami (8.1) i (8.2) noszą nazwę prawa Stokesa. Zasadnicza cecha tego prawa to proporcjonalność oporu lepkości do prędkości ruchu v.

Wzór (8.2) jest słuszny, gdy kulka porusza się w nieograniczonej objętości cieczy. W przypadku, gdy ruch kulki odbywa się wzdłuż osi cylindra o wewnętrznym promieniu R, pojawia się dodatkowe hamowanie ruchu kulki na skutek zachodzenia dodatkowego tarcia poruszających się warstw cieczy (pociąganych przez kulkę) o nie-poruszającą się warstwę cieczy zwilżającą cylinder. Im bliżej poruszającej się kulki znajduje się ścianka cylindra, tym efekt ten jest silniejszy. Zależy on od stosunku promieni r/R. Po uwzględnieniu tej poprawki wzór (8.2) przyjmuje postać:

Ponieważ gęstość materiału kulki p_K jest większa od gęstości cieczy p_c, w ćwiczeniu obserwujemy opadanie kulki zanurzonej w cieczy w polu grawitacyjnym Ziemi.

Na kulkę podczas jej ruchu działają trzy siły:

• siła ciężkości kulki skierowana w dół

^FG=^nr'p_K    (8.4)

• siła wyporu cieczy skierowana do góry j? 4—3

^Fw =    p_c

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
78 Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki omawianego ćwiczenia. Każde ciało poruszające się w cieczy pocią
76250 skanuj0085 (16) 78 Ćwiczenia laboratoryjne z chemii żywności i górskich. Miody spadziowe natom
skanuj0002 (413) 64 Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki Równanie to opisuje falę rozchodzącą się w kier
86 Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki gdy środek krzywizny przekroju leży wewnątrz cieczy. Rozważmy ki
64 Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki 1 Równanie to opisuje falę rozchodzącą się w kierunku dodat
skanuj0008 Analiza ekonomiczna (Ćwiczenia 1 i 2) rynku. Przedsiębiorstwo nastawia się na szybkie i s
Laboratorium z fizyki rĆwiczenie nr 8.Temat: Wyznaczanie współczynnika lepkości cieczy metodą Stokes

więcej podobnych podstron