צמיגות נוזלית היא מדד לחיכוך פנימי של נוזל. נוזלים עם צמיגות גבוהה זורמים לאט, ואילו נוזלים עם צמיגות נמוכה זורמים במהירות. לבה צמיגות גבוהה יחסית; מים נמוכים יחסית. ניתן למדוד את צמיגות הנוזל על ידי מדידת מהירות הכדור כאשר הוא נופל דרך הנוזל. ניתן להשתמש במהירות של הכדור, בשילוב עם הצפיפות היחסית של הכדור והנוזל, לחישוב צמיגות הנוזל.
TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)
על ידי מדידת מהירות כדור מתכת שנפל במיכל נוזל, ניתן לקבוע את צמיגות הנוזל.
חישוב צפיפות הכדור
מדוד את מסת הכדור שלך באמצעות שיווי המשקל שלך. לדוגמה, נניח שמסת הכדור היא 0.1 קילוגרם (ק"ג).
מצא את רדיוס הכדור על ידי מדידת תחילה את הקוטר (מרחק קו ישר דרך הכדור בחלק הרחב ביותר). חלק את הקוטר ב -2; זה נותן את רדיוס הכדור שלך. חשב את נפח הכדור על ידי חיבור הרדיוס למשוואה עבור נפח הכדור. נניח שלמסב הכדור יש רדיוס של 0.01 מטר (מ '). הנפח יהיה:
V = \ frac {4} {3} \ pi r ^ 3 = \ frac {4} {3} \ pi 0.01 ^ 3 = 0.00000419 \ text {m} ^ 3
חשב את צפיפות הכדור על ידי חלוקת המסה שלו לנפח. צפיפות הכדור בדוגמה תהיה:
d = \ frac {0.1} {0.00000419} = 23,866 \ text {kg / m} ^ 3
חישוב צפיפות הנוזל
מדוד את מסת הגליל המדורג שלך כשהוא ריק. ואז למדוד את המסה של הגליל המדורג שלך עם 100 מילילטר (מ"ל) נוזל. נניח שלצילינדר הריק היה מסה של 0.2 ק"ג, ובנוזל היה המסה שלו 0.45 ק"ג.
קבע את מסת הנוזל על ידי הפחתת מסת הגליל הריק ממסת הגליל עם הנוזל. בדוגמה: מסת נוזלים = 0.45 ק"ג - 0.2 ק"ג = 0.25 ק"ג
קבע את צפיפות הנוזל על ידי חלוקת מסתו בנפחו. דוגמא:
d = \ frac {0.25 \ text {kg}} {100 \ text {mL}} = 0.0025 \ text {kg / mL} = 2,500 \ text {kg / m} ^ 3
1 מ"ל שווה ל- 1 ס"מ3 ו מיליון סנטימטרים מעוקבים שווים 1 קוב
מדידת צמיגות הנוזל
מלא את הצילינדר הגבוה שלך עם הנוזל כך שהוא יהיה כ -2 ס"מ מראש הגליל. השתמש בסמן שלך כדי ליצור סימן 2 ס"מ מתחת לפני השטח של הנוזל. סמן שורה נוספת 2 ס"מ מתחתית הגליל.
מדוד את המרחק בין שני הסימנים על הגליל המדורג. נניח שהמרחק הוא 0.3 מ '.
תן לכדור ללכת על פני הנוזל והשתמש בשעון העצר שלך כדי לתזמן כמה זמן לוקח לכדור ליפול מהסימן הראשון לסימן השני. נניח שלקח לכדור 6 שניות לשניים למרחק.
חשב את מהירות הכדור הנופל על ידי חלוקת המרחק שנפל בזמן שלקח. בדוגמה:
v = \ frac {0.3 \ text {m}} {6 \ text {s}} = 0.05 \ text {m / s}
חשב את צמיגות הנוזל מהנתונים שאספת:
\ text {viscosity} = \ frac {2 (\ text {צפיפות כדור} - \ text {צפיפות נוזלית}) ga ^ 2} {9v}
כאשר g = תאוצה בגלל כוח המשיכה = 9.8 מ '/ שנ'2 a = רדיוס מיסב הכדור v = מהירות מיסב הכדור דרך הנוזל
חבר את המידות שלך למשוואה כדי לחשב את צמיגות הנוזל. לדוגמא, החישוב ייראה כך:
\ text {viscosity} = \ frac {2 (23,866-2,500) (9.8) (0.01) ^ 2} {9 (0.05)} = 93.1 \ text {שניות פסקל}
דברים שתזדקק להם
- איזון
- מקל מטר
- צילינדר מדורג גדול
- כדור מתכת קטן
- סַמָן
- סטוֹפֶּר