2015-01-21
7118
1. Метод Стокса (Дж. Стокс (1819—1903) — английский физик и математик). Этот метод определения вязкости основан на измерении скорости медленно движущихся в жидкости небольших тел сферической формы.
На шарик, падающий в жидкости вертикально вниз, действуют три силы: сила тяжести 
(
— плотность шарика), сила Архимеда 
(
— плотность жидкости) и сила сопротивления, эмпирически установленная Дж. Стоксом: 
где 
— радиус шарика, v — его скорость. При равномерном движении шарика
или
откуда
Измерив скорость равномерного движения шарика, можно определить вязкость жидкости (газа).
2. Метод Пуазейля (Ж. Пуазейль (1799—1868) — французскии физиолог и физик). Этот метод основан на ламинарном течении жидкости в тонком капилляре. Рассмотрим капилляр радиусом R и длиной 
. В жидкости мысленно выделим цилиндрический слой радиусом и толщиной dr (рис. 54).
Рис.54
Сила внутреннего трения (см. (31.1)), действующая на боковую поверхность этого слоя,
где dS — боковая поверхность цилиндрического слоя; знак минус означает, что при возрастании радиуса скорость уменьшается.
|
|
|
Для установившегося течения жидкости сила внутреннего трения, действующая на боковую поверхность цилиндра, уравновешивается силой давления, действующей на его основание:
После интегрирования, полагая, что у стенок имеет место прилипание жидкости, т. е. скорость на расстоянии R от оси равна нулю, получим
Отсюда видно, что скорости частиц жидкости распределяются по параболическому закону, причем вершина параболы лежит на оси трубы (см. также рис.53).
За время t из трубы вытечет жидкость, объем которой
откуда вязкость
