题目
用斯托克斯定律测流体粘度时,所用物体及物体在流体中下落的速度应为: A. 球形物体,加速下落;B. 球形物体,减速下落;C. 球形小物体,匀速下落。
用斯托克斯定律测流体粘度时,所用物体及物体在流体中下落的速度应为:
- A. 球形物体,加速下落;
- B. 球形物体,减速下落;
- C. 球形小物体,匀速下落。
题目解答
答案
C
解析
斯托克斯定律适用于微小球体在流体中缓慢运动的情况,其公式为 $F = 6\pi \eta r v$,其中 $\eta$ 是流体粘度,$r$ 是球体半径,$v$ 是速度。关键点在于:
- 球形物体:公式中的形状系数固定,其他形状需调整系数。
- 匀速下落:此时物体受力平衡(重力等于阻力),可直接通过公式计算粘度。
若物体加速或减速,速度变化导致受力不平衡,无法直接应用公式。因此,匀速下落是测量粘度的核心条件。
选项分析
- 选项A(加速下落):速度变化,受力不平衡,无法直接用斯托克斯公式。
- 选项B(减速下落):同理,速度变化导致受力复杂。
- 选项C(匀速下落):受力平衡,阻力等于重力,可直接代入公式 $\eta = \frac{F}{6\pi r v}$,其中 $F$ 为已知的平衡力(如重力)。
核心结论
球形物体匀速下落满足斯托克斯定律的适用条件,是测量流体粘度的正确选择。