Docsity
Log inSign up
Docsity
Prepare for your exams
Prepare for your exams

Study with the several resources on Docsity

Earn points to download
Earn points to download

Earn points by helping other students or get them with a premium plan

Guidelines and tips
Guidelines and tips
Sell on Docsity
Sell on Docsity
Log inSign up

Prepare for your exams

Study with the several resources on Docsity

Find documents

Prepare for your exams with the study notes shared by other students like you on Docsity

Search Store documents

The best documents sold by students who completed their studies

Search through all study resources
Docsity AINEW

Summarize your documents, ask them questions, convert them into quizzes and concept maps

Explore questions

Clear up your doubts by reading the answers to questions asked by your fellow students

Earn points to download

Earn points by helping other students or get them with a premium plan

Share documents
download point icon20 Points

For each uploaded document

Answer questions
download point icon5 Points

For each given answer (max 1 per day)

All the ways to get free points
Get points immediately

Choose a premium plan with all the points you need

Study Opportunities

Choose your next study program

Get in touch with the best universities in the world. Search through thousands of universities and official partners

Community

Ask the community

Ask the community for help and clear up your study doubts

University Rankings

Discover the best universities in your country according to Docsity users

Free resources

Our save-the-student-ebooks!

Download our free guides on studying techniques, anxiety management strategies, and thesis advice from Docsity tutors

From our blog

Exams and Study
Go to the blog

Báo cáo thí nghiệm vật lý bài 5, Lab Reports of Experimental Physics

Ho Chi Minh City University of Technology (HCMCUT)Experimental Physics

Báo cáo thí nghiệm vật lý bài 5 nhóm mình tổng hợp

Typology: Lab Reports

2020/2021

Uploaded on 04/15/2022

nguyenviettien3917
nguyenviettien3917 🇻🇳

5

(3)

5 documents

1 / 6

Toggle sidebar

This page cannot be seen from the preview

Don't miss anything!

bg1
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM
Bộ môn: Thí nghiệm Vật lý
GVHD:
Nhóm: Tổ: Xác nhận của GVHD
STT Họ và tên đệm Tên Mã số sinh viên
1
2
3
4
BÁO CÁO 5: XÁC ĐỊNH HỆ SỐ NHỚT CỦA CHẤT LỎNG
THEO PHƯƠNG PHÁP STOKES
I. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Thực nghiệm chứng tỏ trị số của lực nội ma sát Fms giữa hai lớp chất lỏng có vận tốc
định hướng là v và v+dv, nằm cách nhau một khoảng dz dọc theo phương Oz, tỷ lệ với
gradient vận tốc theo phương Oz dv/dz và tỷ lệ với diện tích mặt tiếp xúc S giữa hai lớp
chất lỏng chuyển động tương đối với nhau:
Fms=ηvⅆ
zⅆΔS
Hệ số tỷ lệ gọi là hệ số nhớt động lực học của chất lỏng. Trị số của phụ thuộc bản
chất của chất lỏng và giảm khi nhiệt độ tăng. Đơn vị đo của là kg/m.s.
Đo theo phương pháp thực nghiệm:
Khi thả viên bi có khối lượng m qua phễu định tâm rơi vào trong chất lỏng, viên bi sẽ
chịu ba lực tác dụng:
+ Trọng lực P hướng thẳng đứng từ trên xuống và có trị số bằng :
P=mg=4π r3ρ1g
+ Lực đẩy Acsimét FA hướng thẳng đứng từ dưới lên và có trị số bằng trọng lượng của
khối chất lỏng bị viên bi chiếm chỗ :
Fms=4π r3ρg
ρ
là khối lượng riêng của chất lỏng
+ Lực nội ma sát FC hướng thẳng đứng từ dưới lên và có trị số bằng :
FC=6πηrv
Báo cáo 5 – Trang 1/6
BÁO CÁO
THÍ NGHIỆM VẬT LÝ
pf3
pf4
pf5

Partial preview of the text

Download Báo cáo thí nghiệm vật lý bài 5 and more Lab Reports Experimental Physics in PDF only on Docsity!

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM

Bộ môn: Thí nghiệm Vật lý

GVHD :

Nhóm: Tổ: Xác nhận của GVHD

STT Họ và tên đệm Tên Mã số sinh viên

BÁO CÁO 5: XÁC ĐỊNH HỆ SỐ NHỚT CỦA CHẤT LỎNG THEO PHƯƠNG PHÁP STOKES I. CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Thực nghiệm chứng tỏ trị số của lực nội ma sát Fms giữa hai lớp chất lỏng có vận tốc

định hướng là v và v+dv, nằm cách nhau một khoảng dz dọc theo phương Oz, tỷ lệ với

gradient vận tốc theo phương Oz dv/dz và tỷ lệ với diện tích mặt tiếp xúc S giữa hai lớp

chất lỏng chuyển động tương đối với nhau:

Fms = η ⅆ v ⅆ z

ΔS

Hệ số tỷ lệ  gọi là hệ số nhớt động lực học của chất lỏng. Trị số của  phụ thuộc bản

chất của chất lỏng và giảm khi nhiệt độ tăng. Đơn vị đo của  là kg/m.s.

Đo theo phương pháp thực nghiệm:

Khi thả viên bi có khối lượng m qua phễu định tâm rơi vào trong chất lỏng, viên bi sẽ

chịu ba lực tác dụng:

+ Trọng lực P hướng thẳng đứng từ trên xuống và có trị số bằng :

P = mg = 4 π r 3 ρ 1 g

+ Lực đẩy Acsimét FA hướng thẳng đứng từ dưới lên và có trị số bằng trọng lượng của

khối chất lỏng bị viên bi chiếm chỗ :

Fms = 4 π r 3 ρg

ρ là khối lượng riêng của chất lỏng

+ Lực nội ma sát FC hướng thẳng đứng từ dưới lên và có trị số bằng :

FC = 6 πηrv BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LÝ

Dưới tác dụng của các lực nêu trên, viên bi sẽ chuyển động với gia tốc tuân theo định

luật Newton 2.

mdt ⅆ ⃗ v = ⃗ P +⃗ Fms + ⃗ Fc

Gia tốc a làm cho vận tốc rơi v của viên bi tăng dần, mặt khác khi v tăng thì lực nội ma

sát tăng theo. Khi v đạt đến giá trị vo thì lực đẩy Acsimét và lực nội ma sát sẽ triệt tiêu hoàn

toàn trọng lực P, viên bi sẽ chuyển động đều.

Thay số vào, ta rút ra được:

η =

( ρ 1 − ρ ) r

2 g v 0

Có thể xác định trị số của v0 bằng cách đo khoảng thời gian chuyển động  của viên bi

rơi thẳng đều giữa hai vạch chuẩn 4 và 5 cách nhau một khoảng L: v 0 =^

L

τ

. Thay v 0 vào (8) với

d là đường kính của viên bi, ta tìm được:

η =

( ρ 1 − ρ ) d

2 g L

Thực tế, chất lỏng không rộng vô hạn mà chứa trong một ống trụ có đường kính D hữu

hạn. Trong trường hợp này, hệ số nhớt  của chất lỏng được tính theo công thức :

η =

( ρ 1 − ρ^ ) d

2 g L ( 1 +2, d D )

Nếu biết các đại lượng  1 ,  , g , L và D, ta có thể xác định hệ số nhớt  của chất lỏng

một cách đơn giản bằng cách đo đường kính d của viên bi và khoảng thời gian rơi thẳng đều

 giữa hai vạch chuẩn ứng với hai vị trí cảm biến chọn trước.

2. PHƯƠNG PHÁP ĐO:

2.1. Dụng cụ thí nghiệm:

1. Ống thuỷ tinh cao 95cm, khắc độ mm/vạch;

2. Hai đầu cảm biến;

3. Nam châm nhỏ dùng lấy các viên bi ra khỏi chất lỏng;

4. Phễu định hướng dùng thả các viên bi;

5. Dầu nhờn có hệ số nhớt cần đo;

6. Các viên bi thép;

7. Nhiệt kế, chính xác 1

o

C;

8. Thiết bị hiện số đo thời gian rơi của viên bi, chính xác 0,001s;

9. Cân cân kỹ thuật 0  200g, chính xác 0,02g;

+ Khối lượng riêng viên bi:

δρ = ∆ ρ 1 ρ 1

∆ π π

∆ m m

∆ d d

+ Hệ số nhớt của chất lỏng:

δ ❑=

η

∆ ρ 1 + ∆ ρ ρ 1 − ρ

∆ g g

∆ τ τ

∆ L

L

D +2,4 d [

( 2 D +2,4 d ) ∆ d d +2,4 d

∆ D

D ]

4. BẢNG SỐ LIỆU:

Độ chính xác của:

+ Thước Panme: 0,01 mm;

+ Máy đo thời gian: 0,001 s.

Đường kính ống trụ: D = 35,00 ±^ 0,

mm

Khối lượng viên bi: m =¿^ 1,06 ±^ 0,02 (g).

Khối lượng riêng dầu: ρ = 895 ± 89 ( kg / m

3

Gia tốc trọng trường: g = 9,81 ±^ 0,005 (m/s^2 ).

Nhiệt độ phòng: t

o

C = 30 ±^ 1

o

C

Lần đo d^ (^ mm )^ Δd^ ( mm )^ τ^ ( s )^ ∆^ τ^ (^ s )^ L ( cm )^ ΔL^ ( cm )

Trung bình d^ =¿6,308 Δd^ =¿0,010 τ^ =¿0,697 Δτ^ =¿0,001 L =¿28,40 ΔL =0,

a. Phép đo đường kính viên bi d:

  • Giá trị trung bình: d = d 1 + d 2 + d 3 + d 4 + d 5 5

=6,308 ( mm ).

  • Sai số phép đo: ∆ 1 d =| d 1 − d |=|6,308−6,32|=0,012( mm )

Tương tự với các ∆i d^ còn lại.

  • Sai số trung bình: ∆ d = ∆ 1 d + ∆ 2 d + ∆ 3 d + ∆ 4 d + ∆ 5 d 5

=0,010 ( mm )

  • Sai số của phép đo: ∆^ d =(^ ∆^ d^ ) dc + ∆^ d^ =¿^ 0,01 + 0,010 = 0,020 (mm)

b. Phép đo thời gian rơi τ^ :

  • Giá trị trung bình:

τ = τ 1 + τ 2 + τ 3 + τ 4 + τ 5 5

=0,697 ( s ).

  • Sai số phép đo: ∆ 1 τ =| τ 1 − τ |=|6,308−6,32|=0,012( s ).

Tương tự với các ∆i τ^ còn lại.

  • Sai số trung bình: ∆ τ = ∆ 1 τ + ∆ 2 τ + ∆ 3 τ + ∆ 4 τ + ∆ 5 τ 5

=0,001( s ).

  • Sai số của phép đo: ∆^ τ =(^ ∆^ τ^ ) dc +^ ∆^ τ^ =¿^ 0,01 + 0,001 = 0,011 (s).

b. Phép đo khoảng cách giữa 2 cảm biến L :

  • Vì phép đo 5 lần cho L như nhau nên:

L =¿28,40 ( cm ) = 240 ( mm ) và ΔL =0,00( mm )

  • Sai số của phép đo: ∆^ L =(^ ∆^ L ) dc +^ ∆^ L =¿^ 1 + 0,00 = 1 (mm) 5. TÍNH TOÁN KẾT QUẢ:

5.1. Khối lượng riêng của viên bi:

  • Khối lượng riêng trung bình: ρ 1 = m 1 6 π d 3

1,06 × 10

− 3 1 6

⋅ 3,14 ⋅ (6,308 × 1 0

− 3 ) 3 =8069,61( kg / m 3 )

  • Sai số tương đối: δρ = ∆ ρ 1 ρ 1

∆ π π

∆ m m

∆ d d ¿

  • Sai số tuyệt đối: Δ ρ 1 = ρ 1 .δ (^) ρ =8069,61 × 0,030=242,09( kg / m 3 )

5.2. Hệ số nhớt của chất lỏng:

  • Hệ số nhớt trung bình:

( ρ 1 −^ ρ ).^ d

2

. g. τ

L. ( 1 +2,

d

D )^

− 3

2 ⋅ 9,81.0, 284 ⋅ 10 − 3

¿ 0,266( kg / m. s )

  • Sai số tỷ đối: δ ❑=

η

∆ ρ 1 + ∆ ρ ρ 1 − ρ

∆ g g

∆ τ τ

∆ L

L

D +2,4 d [

( 2 D +2,4 d ) ∆ d d +2,4 d

∆ D

D ]