Какова динамическая вязкость жидкости, если шарик радиусом 2мм равномерно падает в этой жидкости и за 40с проходит

Тема: Динамическая вязкость жидкости

Пояснение:

Динамическая вязкость жидкости - это физическая характеристика, которая определяет сопротивление жидкости при деформации под действием силы сдвига. Она измеряется в единицах, называемых по Рейнольдсу. Для решения данной задачи мы можем использовать закон Стокса.

Закон Стокса гласит, что при медленном движении тела в вязкой среде сила сопротивления пропорциональна скорости падения тела, радиусу тела и вязкости среды. Формула для расчета силы сопротивления выглядит следующим образом:

F = 6πηrv,

где F - сила сопротивления,
π - математическая константа, примерно равная 3.14,
η - вязкость среды,
r - радиус тела,
v - скорость падения.

В нашей задаче известны следующие данные:
r = 2 мм = 0.2 см,
v = 20 см/40 с = 0.5 см/с,
плотность шарика = 7.86 г/см3,
плотность жидкости = 1.26 г/см3.

Используя формулу Стокса, мы можем выразить вязкость среды:

6πηrv = F,
6πη(0.2 см)(0.5 см/с) = (7.86 г/см3 - 1.26 г/см3) * 9.8 м/с2 * V,

где V - объем шарика.

Окончательно выражая вязкость среды:

η = ((7.86 г/см3 - 1.26 г/см3) * 9.8 м/с2 * V) / (6π(0.2 см)(0.5 см/с)).

Демонстрация:

В данной задаче нам нужно найти динамическую вязкость жидкости, используя известные данные о шарике и его движении. Мы можем использовать закон Стокса и применить формулу, описанную выше, чтобы решить задачу.

Совет:

Чтобы лучше понять концепцию динамической вязкости жидкости, рекомендуется изучить основные понятия и законы, связанные с механикой жидкости. Изучите также другие примеры задач, связанных с вязкостью, чтобы получить дополнительный практический опыт.

Ещё задача:

Вычислите динамическую вязкость жидкости, если радиус шарика составляет 3 мм, он падает равномерно на расстояние 30 см за 2 секунды, плотность шарика - 10 г/см3, а плотность жидкости - 1 г/см3.

Содержание: Динамическая вязкость жидкости

Описание: Динамическая вязкость - это физическая величина, которая описывает внутреннее трение в жидкостях или газах. Она измеряется в единицах Пуазейля (Па·с).

Для расчета динамической вязкости мы можем использовать формулу Стокса:
η = (2 * (ρ_шар - ρ_жидкость) * g * r^2 * t) / (9 * x)

где:
η - динамическая вязкость жидкости (в Па·с),
ρ_шар - плотность шарика (в кг/м^3),
ρ_жидкость - плотность жидкости (в кг/м^3),
g - ускорение свободного падения (приблизительно 9,8 м/с^2),
r - радиус шарика (в метрах),
t - время в падении шарика (в секундах),
x - расстояние, которое прошел шарик за время t (в метрах).

Заменим значения в формуле:

ρ_шар = 7,86 * 10^3 кг/м^3,
ρ_жидкость = 1,26 * 10^3 кг/м^3,
r = 2 * 10^-3 м,
t = 40 с,
x = 20 * 10^-2 м.

Подставляем и решаем:

η = (2 * (7,86 * 10^3 - 1,26 * 10^3) * 9,8 * (2 * 10^-3)^2 * 40) / (9 * 20 * 10^-2)

η = 0,176 Па·с (до округления)

Таким образом, динамическая вязкость жидкости составляет приблизительно 0,176 Па·с.

Совет: При обработке и расчете физических величин важно иметь ясное представление о данной физической величине и формулах, используемых для ее расчета. Разбейте задачу на части и проанализируйте, какие величины известны и какие требуются для расчета. Это поможет упростить задачу и избежать ошибок при расчетах.

Задача для проверки: Какова будет динамическая вязкость жидкости, если у нас есть шарик радиусом 3 мм, который равномерно падает в этой жидкости и проходит расстояние 30 см за время 35 с? Плотность шарика составляет 5,2 г/см3, а плотность жидкости - 0,9 г/см3. Решите эту задачу, используя формулу Стокса и предоставьте ответ с округлением до трех значащих цифр.