Обработка и анализ экспериментальных данных

 

Результаты проведенных измерений позволяют определить форму свободной поверхности жидкости, находящейся в относительном покое во вращающемся сосуде и сравнить полученные данные с рассчитанными по теоретической зависимости.

Форма свободной поверхности жидкости при относительном покое во вращающемся сосуде описывается формулой

,

где - вертикальная координата точки на свободной поверхности, отсчитанная от нижней точки воронки (вершины параболоида), м; R - радиус точки на свободной поверхности, м; - угловая скорость вращения сосуда, с^-1.

Величина определяется как

,

где n - частота вращения сосуда, об/мин.

Для сравнения экспериментальных и теоретических данных необходимо привести их к одной и той же системе координат. При этом экспериментальная вертикальная координата точки на свободной поверхности жидкости, отсчитанная от вершины параболоида, будет равна

,

где - вертикальная координата точки свободной поверхности жидкости при R = 0, м.

Результаты вычислений координат Z и Z_T, рассчитанных для одних и тех же радиусов R, при которых проведены измерения, заносятся в таблицу 2.2.

Для каждой точки необходимо рассчитать относительную ошибку определения:

.

Результаты вычислений также заносятся в таблицу 2.2.

 

На миллиметровой бумаге построить совмещенные графики зависимостей и . Графики включаются в отчет по работе.

Форма и содержание отчета

 

Отчет по лабораторной работе должен содержать:

 

1. Задачи исследования.

2. Принципиальную схему установки с обозначениями основных элементов и их расшифровкой.

3. Результаты измерений, занесенные в таблицу 2.1.

4. Обработку результатов. Приводятся используемые для расчетов формулы с расшифровкой входящих в них величин. Результаты заносятся в таблицу 2.2.

5. Графики теоретического и экспериментального профиля свободной поверхности.

 

Контрольные вопросы

 

1. Дайте определения абсолютному и относительному покою жидкости.

2. Назовите известные Вам случаи абсолютного и относительного покоя жидкости. Как направлено суммарное ускорение относительно свободной поверхности в каждом случае?

3. Как выглядят поверхности равного давления для разных случаев покоя жидкости? Как вычисляется давление в этих случаях?

4. Как определить давление в произвольной точке вращающейся жидкости? Что общего в этой задаче и аналогичной для случая прямолинейного ускоренного движения сосуда с жидкостью?

5. При наличии заметных расхождений графиков Z и Z_T попытайтесь найти объяснение этому факту.

 

Приложение.

Таблица 2.1.

R, м		0,01	0,02	0,03	0,04	0,05	0,06
Z, м

 

Таблица 2.2.

 

R, м		0,01	0,02	0,03	0,04	0,05	0,06
Z, м
ZT, м
, %

Лабораторная работа № 3