用落球法测液体的粘滞系数

用落球法测液体的粘滞系数

一、仪器设备：

2L 量筒、秒表、蓖麻油、钢珠

二、实验目的：

1. 观察液体的内摩擦现象。

2. 学会用落球法测量液体的粘滞系数。

三、实验原理：

小球在液体中运动时，将受到与运动方向相反的摩擦力的作用,,这种阻力称为粘滞力，它是由于沾附在小球表面的液层与邻近液层的摩擦而产生的。它不是小球与液体之间的摩擦阻力。

在理想情况下，根据斯托克斯定律，小球受到的粘滞力为：

rv f πη6= (注:式中各字母的含义见后面的常数)

在装有液体的圆筒形玻璃管中心轴线处让小球自由下落。小球落入液体后，受到三个力的作用。即重力、浮力、粘滞力。在小球刚落入液体时，垂直向下的重力大于垂直向上的浮力与粘滞力之和。于是小球作加速运动。随着小球运动速度的增加，粘滞力也增加，当速度增加到某一值v 0时，小球所受到的合力为零。此后小球就以该速度匀速下落。

当三力平衡时，即rv gV mg πηρ60+=小球作匀速直线运动，得：

vr

g v m πρη6)(0-= 实验时，待测液体必须盛于容器中，小球沿筒的中心轴线下降。不是理想的条件，上式需要修正为：)23.31(4.2113()0H d D d rd g

V m ++-=πρη

四、实验内容：

1. 使钢球表面完全被所测量液体浸润后，用镊子夹起一颗钢球沿筒中

心轴线放入圆筒，观察钢球在液体中的速度变化及内摩擦现象。

2. 用米尺测量量筒内液体的高度H 和小球下落的距离

AB:(1600---600)=s ，并记录。

3. 用镊子夹起被液体完全浸润的钢珠，然后沿量筒中心轴线放入量

筒，用秒表测出小球匀速下落通过路程AB 所需要时间T 则:t s v =

4. 重复测量三次，然后用磁铁将钢球取出放回盘中。

5. 根据每个小球的数据由公式计算η然后求η的平均值及误差。 误差公式:

五、常数

重力加速度：=g 9.78 1-⋅Kg N

钢球的密度：=ρ78773-⋅m Kg

液体的密度：==0ρ11603-⋅m Kg

小球的直径：=d 3.00±0.02m

圆筒的直径：D = 79.62±0.02m

液柱的高度：H=

m 下落的距离：S=

m