Лабораторная работа №12 определение коэффициента вязкости жидкости методом стокса

Re = 
ρVd /η
,
(1.2) 
где d - характерный размер (в нашем случае диаметр шарика); 
ρ - плотность жидкости. Величина η/ρ называется 
кинематической вязкостью 
ν
, размерность [
ν
] = м
2
/с. 
Оказывается, что для каждого вида движения жидкости существует такое критическое значение Re
кр
, что при Re < 
Re
кр
возможно только ламинарное течение. В частности, в нашем случае следует знать, что закон Стокса выполняется 
вплоть до значений числа Рейнольдса порядка 0,1. При Re 
≈ 1 сила сопротивления, определенная по закону Стокса, 
примерно на 10% ниже истинной. Поэтому для движущихся в жидкости шариков будем считать Re
кр 
= 1. 

---

2
Метод определения вязкости жидкости (метод Стокса) состоит в наблюдении падения шарика в жидкости. В 
этом случае на шарик, кроме силы вязкости, определяемой формулой (1.1) и направленной вверх, действует сила 
Архимеда 
F
A 
= 4/3
πr
3
ρg,
(1.3) 
тоже направленная вверх, и сила тяжести 
F
g 
 = mg = 4/3 
πr
3
ρ
0
g,
(1.4) 
направленная вниз. Здесь 
ρ
0
 - плотность вещества шарика, 
ρ− плотность жидкости, g - ускорение свободного падения. 
Так как сила вязкости F зависит от скорости движения шарика (две другие силы от скорости не зависят), то при 
падении шарика с ускорением она растет и поэтому вместе с силой Архимеда в конце концов должна уравновесить 
силу тяжести. После этого шарик падает с постоянной скоростью установившегося движения. При таком движении, 
следовательно, результирующая сила равна нулю, т.е. имеет место равенство