أساساً طريقة استخدام الكرة الساقطة أو طريقة ستوكس لقياس معامل اللزوجة، يستخدم في التجربة كرات صغيرة ولها أقطار مختلفة (أحجام متدرجة)، ويفضّل أخذ 3 كرات لكل حجم (الصغير، المتوسط، والكبير) ثم قياس أقطارها وأخذ المتوسط لهم.
وما يتم ملاحظته في الطريقة العملية، هو أنّه وباستخدامنا لكرات مختلفة الأقطار وحساب الزمن لوصول كل كرة عبر المائع سنجد أن الكرة الأصغر حجماً ستصل في وقت أكبر من الكرة الأكبر نسبياً.
فهم تجربة "معامل اللزوجة":
نتيجة لقوى التماسك بين جزيئات السائل فإن اللزوجة تمنع أو تقلل من انزلاق طبقات السائل فوق بعضها البعض.
فمثلاً، تخيّل أن هناك طبقتين متوازيتين احداهما في قاع الإناء والطبقة الأخرى على السطح وقابلة للحركة وما بينهما المائع.
فالطبقة الساكنة الموجودة في القاع تمنع ما فوقها من طبقات من الحركة ولكن الطبقة العليا قابليتها للإنزلاق أعلى من الطبقات الموجودة في الأسفل، يحدث بذلك تدرج في السرعة على طول المسافة الرأسية.
ويمكننا التعبير عن لزوجة المائع بأنها الخاصية التي يتم تحديد فيها مدى انسياب المائع، وهي تعد مقياس للدرجة التي يقاوم فيها المائع لقوى القص.
طريقة ستوكس:
يتم استخدام كرة صغيرة لها نصف قطر (a) ولها كثافة (ρs) وتتحرك هذه الكرة رأسياً في سائل لزج، لزوجة السائل (ƞ) وكثافة السائل (ρL)، وخلال حركة هذه الكرة تتأثّر بثلاث قوى:
- قوة تؤثر للأسفل، قوة الوزن Fw (قوة الجاذبية).
- قوة تؤثر للأعلى، قوة دفع السائل Fb (وزن المائع المزاح).
- قوة تؤثر للأعلى، قوى الإحتكاك (قوى ستوكس) Fs.
62 مشاهدة
