落球法测量液体的粘滞系数.ppt

各位老师,请您在实验前检查以下物品,并在实验开始后发给每组学生!小球10个、重锤、小球导向器、镊子、烧杯、磁性拾球杆 做完实验后认真验收以上物品并妥善保管!!
大学物理实验中心
落球法测量液体的粘滞系数
一、实验目的
观察液体的内摩擦现象;
学会用落球法测量液体的粘滞系数;
测定蓖麻油的粘滞系数。
二、实验原理
如果一小球在液体中下落,由于附着于球面的液层与周围其他液层之间存在着相对运动,因此小球受到粘滞阻力,它的大小与小球下落的速度有关。根据斯托克斯定律,小球所受到的粘滞阻力为:
式中是小球的直径,v是小球的速度,η为液体粘滞系数。
当小球作匀速运动时,测出小球下落的速度,就可以计算出液体粘滞系数。
它要求液体是无限广延的且无旋涡产生。这就要求所用的小球是光滑的,而且半径应当适当小。可以适当减小误差。
小球在液体中作自由下落时,受到三个力的作用,且都在竖直方向:重力mg、浮力ρgV 和粘滞阻力F 。
开始下落时小球运动速度较小,相应的阻力也小,重力大于粘滞阻力和浮力,所以小球作加速运动。由于粘滞阻力随小球的运动速度增加而逐渐增加,加速度越来越小,最后,三个力达到平衡,即:
整理得
的测定:设小球匀速下落时,在t时间内下落距离为L,则
兰登堡(Ladenburg)修正公式
小球是在内径为D,液体高度为H的管中下落,不能满足无限宽广的条件,因此,对上式要加以实际条件的修正
则上式变为:
在小球的质量m 、液体的密度、重力加速度g和小球的直径 d已知的情况下,只要测出圆筒的直径 D、小球下落的高度L和小球通过L所用时间t ,就可以算出液体的粘滞系数。
三、实验仪器
型落球法粘滞系数测定仪、小钢球、蓖麻油、游标卡尺、激光光电计时仪、温度计等。
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