一种利用弹簧小球系统进行液体粘滞系数测量的方法

摘要

本发明公开了一种利用弹簧小球系统进行液体粘滞系数测量的方法，该方法将直径相近密度依次增大的小球用长度刚度相近的轻质弹簧连接起来，组成弹簧小球系统。将该系统浸入在粘性系数待测的实验液体中，在液面的中心处正反两次释放，并测量弹簧小球系统整体通过待测液体中两个测点的下落时间，利用分析弹簧小球系统的内部作用和外部荷载平衡关系，来获得液体的粘滞系数。相比于现有方法，本发明方便快捷，易于判断小球是否达到匀速下落阶段，易于控制系统下落形态，所需仪器设备简单，适于液体粘滞系数理论研究，也适合于物理实验教学。

主权项

本发明所述一种利用弹簧小球系统进行液体粘滞系数测量的方法包括如下步骤：（1）选取n个表面光滑、直径相近、质量依次增加的小球，以及n‑1个长度相近、刚度相近的轻质弹簧，测量小球质量从小到大依次为m₁、m₂……m_n，并将小球依次编号为1、2……n，小球直径测量结果依次为d₁、d₂……d_n，将弹簧随机编号为1、2……n‑1，并依次测量弹簧自由长度为L₁、L₂、L_n‑1，按序号从小到大将小球和弹簧依次间隔连接起来，形成弹簧小球系统；（2）将弹簧小球系统全部浸入粘度系数待测的实验液体表面中心处，释放弹簧小球系统，测量其整体通过实验液体表面以下两处测点的时间t₁和t₂，当t₁不等于t₂时，则增加测点到液面的距离后，重新进行实验，直到t₁≈t₂；（3）将弹簧小球系统倒置，即质量最大的n号小球在最上端，重复实验步骤2，测量弹簧小球系统通过两个测点的时间t₁^{`</sup>和t<sub>2</sub><sup>`}，当t₁^{`</sup>不等于t<sub>2</sub><sup>`}时，则增加测点到液面的距离后，重新进行实验，直到t₁^{`</sup>≈t<sub>2</sub><sup>`}；（4）利用下式计算弹簧小球系统的收尾速度和实验液体的粘滞系数：式中，为重力加速度，为实验液体的密度。