Comment tester pour le Terminal Velocity de particules dans l'eau

September 11

Comment tester pour le Terminal Velocity de particules dans l'eau


La vitesse finale d'une particule ou de particules, est le point auquel la vitesse d'une particule tombant dans un fluide ne change plus. Quand une particule est placée dans un fluide, et il commence à tomber et de régler, l'accélération due à la gravité fournit la force appliquée et la traînée du fluide provoque la force de résistance. Lorsque ces deux forces égales, que le taux de sédimentation est la vitesse terminale.

Instructions

1 Remplir une bouteille avec de l'eau à température ambiante. La densité de l'eau est de 62,4 livres par pied cube et a une viscosité de 0,5 centipoises.

2 Déterminer la densité du marbre ou tout autre particule que vous utilisez. Pour la plupart des matériaux solides, la densité est la densité apparente. Pour une petite bille, supposons que la densité est de 80 livres par pied cube.

3 Calculer la vitesse terminale théorique en utilisant l'équation V = D ^ 2 XAX (denp - denf) / 18 xu, où D est le diamètre des particules, a est l'accélération due à la gravité (32,2 pieds / s ^ 2), denp est la densité de la particule, denf est la masse volumique du fluide (eau) et u est la viscosité du fluide. La vitesse terminale théorique est de 0,125 ^ 2 x 32,2 x (80-62.4) / 18 x 0,5 ou 0,98 pieds par seconde.

4 Durée de la chute du marbre ou de particules, et les comparer à la vitesse terminale théorique. Pour ce faire, en laissant tomber le marbre dans le cylindre et chronométrant le temps qu'il faut pour atteindre le fond. Tenir le marbre à la surface de l'eau, libérer le marbre et démarrer le chronomètre. Arrêter le temps une fois que le marbre touche le fond. Une goutte par 2 pieds d'eau aurait seulement pris 2,04 secondes, calculé sur la base de 2 pieds à 0,98 pieds par seconde.