液体粘滞实验，若小球在下落过程中，球表面附有气泡音，粘滞系数值是偏大还是偏小

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落球法测液体粘滞系数的不确定度评定_中华文本库
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第 25 卷 第 2 期 景德镇高专学报 Vol 25 No. 2 . 　　　　　　　　 　　　　　　　　 2010 年 6 月 Journal of J ingdezhen College Jun. 2010
落球法测液体粘滞系数的不确定度评定
(长安大学地质工程与测绘工程学院物探系 ,西安 　710054 )
摘 　 : 针对现有测量液体粘滞系数方法存在的问题 ,主要从落球法入手 , 根据“ 要 测量不确定度 ” 理论 , 推导出该测量方
法合成不确定度的评定公式 ,使测量结果误差更加符合实际 ,更好地反映测量效果 。
关键词 : 粘滞系数 ; 落球法 ; 合成不确定度 中图分类号 : O 357. 6 　　　　　　 文献标识码 : A 　　　　　　 文章编号 : 1008 - 8458 ( 2010) 02 - 0001 - 02 浮力和重力的共同作用 ,由于浮力远小于重力 ,故小球作加速 运动 ,同时还受到随速度增大而增大的粘滞力作用 。若以小 球开始下落位置作为坐标原点 ,取竖直向下为 正向 ,则由牛顿 第二定律有 :
m dv =mg - f - f 浮 dt
大学物理实验项目开设中 , 大部分高校会将粘滞系数测 定作为验证性实验项目之一 。该实验原理易懂 、 操作简单 ,容 易激发学生的实验兴趣 。而在实验测量时 , 由于实验方法和 计量仪器的不完善 、 测量环境的不理想 、 不稳定 , 实验者在操 作上和读取数值时的不准确等原因 , 往往使液体粘滞系数的 测量值偏离其真值 ,即存在着测量误差 。因此 ,在给出液体粘 滞系数的测量结果报告时 , 还需给出液体粘滞系数测量值可 靠性的报告 ,即测量结果残存误差的评定 。前几年高校几乎 都是采用误差来描述测量结果 , 但发现各个高校的方法和要 求不一 , 很 难 统 一 , 所 以 现 在 采 用 新 的 描 述 误 差 的 评 定 方 式 —— — 合成不确定度 。测量不确定度是反映测量水平的主要 指标 ,是评定测量结果质量高低的一个重要依据 。测量不确 定度越小 ,测量结果的可靠性就越高 ,使用价值也就越大 。物 理实验中有关液体粘滞系数的测量方法比较多 , 根据粘滞系 数的大小 ,各有相应的测量方法 。对于粘滞系数较大 , 透明或 半透明的液体通常采用落球法来测定 , 本文就是用这种测量 方法来得出液体的粘滞系数的不确定度评定 。
m = f = 浮
4 3 π rρ 球 3 4 3 π rρ g 液 3
π f = 6 ηrv 粘 整理得
ρ η 9 v 液 g - 2 ρ 2 rρ 球 球
　　 起始时刻 ,小球下落速度为零 (即 v = 0 ) 加速度最大 ; 由 于小球所受的重力 、 浮力不变 , 粘滞力随着下落速度的增大而 增大 , 所以下落一定距离后 , 重力等于浮力与粘滞力之和 , 小 球开始作匀速下落运动 , 即
dv = 0, 小球达到下落的极限速度 dt
v0 (实验中时常称之为收尾速度 ) ,得到粘滞系数的计算公式 :
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液体粘滞系数的测定
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《大学物理实验》2-02落球法测液体的粘滞系数
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