МУ - М-20,М-21 (Определение коэффициента вязкости жидкости), страница 3

Назовем некоторые из возможных причин.Реакция человека при включении и выключении секундомера неодинакова в различных опытах. Это приводит то к завышению, то к занижению измеренных значений τ.Ошибка параллакса при регистрации момента времени пролета шарика мимо рискитакже может приводить к случайным погрешностям измерения.Шарики в разных опытах могут иметь различную не совсем правильную сферическую форму.2.

В данном эксперименте можно пренебречь инструментальными погрешностями измерения величии τ, r, S, так как их вклад в погрешность измерения величины η мал по срав-нению со случайными погрешностями. Поэтому полная погрешность измерения величиныη∆ = ∆случ〈η〉3. Рассмотрим систематические погрешности, возможные при измерении вязкости методом Стоком, и способы их устранения.Метод измерения основан на формуле Стокса, которая справедлива при условии,что происходит ламинарное обтекание шарика безграничной жидкостью. Невыполнениеэтого условие приведет к систематическому завышению измеренное вязкости.В данном опыте не выполняется условие безграничной жидкости, так как шарикдвижется в сосуде ограниченных размеров. Для случая движения шарика вдоль осевойлинии цилиндрического сосуда теоретически была рассчитана поправка - коэффициент К,на который нужно умножить полученное значение 〈η〉, чтобы исключить из результатаизмерений вязкости систематическую погрешность, возникшую из-за влияния стенок сосуда при движении шарика,1K=,2, 4r1+Rгде R - радиус сосуда, r - радиус шарика.Необходимо вычислить величину этой поправки для нашего случая.

Если окажется, чтовеличина (1-К) не слишком мала по сравнению с относительной погрешностью ∆〈η〉/〈η〉,то нужно ввести эту поправку в 〈η〉, т.е. получить исправленное значение ηИСПРηИСПР = К〈η〉Условие ламинарного обтекания шарика жидкостью выполняется тем лучше, чемменьше скорость движения шарика. Лежат ли наблюдаемые на опыте скорости шариков вобласти применимости формулы Стокса, а также успевает ли установиться равномерноедвижение шарика к моменту прохождения им верхней риски? Ответ на этот вопрос могбы дать контрольный опыт.

Например, можно было бы провести измерения тем же методом с шариками различных размеров. Такие шарики движутся я жидкости с различнымискоростями, и движение их становится равномерным на разных высотах. Если величиныηi вычисленные по формуле (10), не будут систематически зависеть от радиуса шариков,то можно сделать вывод, что указанные систематические погрешности пренебрежимо малы.4. Окончательный результат необходимо представить в видеη ± ∆ηСледует указать, при какой температуре проводились измерения.Контрольные вопросы1.

Почему нельзя начать отсчет времени движения шарика с момента его попадания вжидкость?2. Почему результаты измерений вязкости, проведенных для одной и той же жидкости вразличные дни, могут различаться между собой ?3. Какая поправка учитывает систематическую погрешность измерения вязкости в данномэксперименте?4. Какие погрешности (случайные или инструментальные) преобладают в данном эксперименте?5.

В каких единицах измеряется динамическая вязкость в системе СИ?Литература1. Детлаф А. А., Яворский Б.М., Милковская Л.Б. Курс физики, т. 1. - М.: Высшая школа,1973.2. Савельев И.В. Курс общей физики, т. 1. - М.: Наука, 1982..