Physics
Kugelfall-Viskosimeter
Eine Kugel in Flüssigkeit hört auf zu beschleunigen: Gewicht, Auftrieb und Stokes-Reibung halten sich die Waage. Die Zeit zwischen den Marken gibt die Viskosität.
Was passiert
Zwei Säulen nebeneinander, damit der Vergleich kein Gedächtnis braucht. Eine an der Oberfläche losgelassene Kugel erreicht in zäher Flüssigkeit in Sekundenbruchteilen die Endgeschwindigkeit; misst man die Zeit zwischen den Marken, folgt die Viskosität aus v∞ = 2r²(ρs−ρf)g/(9η). Das Stokessche Gesetz gilt nur bei schleichender Strömung, Re bis etwa eins. Eine Stahlkugel in Wasser überschreitet das um fünf Größenordnungen - und das Panel sagt es, statt still ein falsches Ergebnis zu melden.
Gleichungen des Moduls
Gleichungen b = 6πηr Wandkorrektur (Ladenburg, Rohr 2 cm): b = 6πηr(1+2.4r/R) m v′ = (ρ_b−ρ_f)Vg − bv v_t = (ρ_b−ρ_f)Vg/b; τ = m/b v(t) = v_t+(v₀−v_t) exp(−t/τ) Re = 2rρ_f|v|/η η(T) = η₂₀ exp(−B(T−20))
