notebook.community

Edit and run



In [1]:

    
import numpy as np
import scipy as ps
import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt
%matplotlib inline



In [80]:

    
table_1 = pd.read_excel('lab-2-2.xlsx', '1')
table_1.iloc[:, :8]









    Out[80]:






  
    
      
      Номер шарика
      Материал
      Средний диаметр [мм]
      Средний радиус [м]
      Время падения [c]
      Путь [м]
      Устан-ся скорость [м/с]
      Температура среды
    
  
  
    
      0
      1
      стекло
      2.07
      0.001035
      15.52
      0.1
      0.006443
      21.1
    
    
      1
      2
      стекло
      2.04
      0.001020
      15.69
      0.1
      0.006373
      21.1
    
    
      2
      3
      сталь
      0.76
      0.000380
      22.03
      0.1
      0.004539
      21.1
    
    
      3
      4
      сталь
      0.78
      0.000390
      20.43
      0.1
      0.004895
      21.1
    
    
      4
      5
      стекло
      2.06
      0.001030
      11.69
      0.1
      0.008554
      26.5
    
    
      5
      6
      стекло
      2.04
      0.001020
      11.28
      0.1
      0.008865
      26.5
    
    
      6
      7
      стекло
      2.03
      0.001015
      11.28
      0.1
      0.008865
      26.5
    
    
      7
      8
      сталь
      0.76
      0.000380
      16.28
      0.1
      0.006143
      26.5
    
    
      8
      9
      сталь
      0.55
      0.000275
      30.15
      0.1
      0.003317
      26.5
    
    
      9
      10
      стекло
      2.11
      0.001055
      7.81
      0.1
      0.012804
      32.4
    
    
      10
      11
      стекло
      1.95
      0.000975
      8.44
      0.1
      0.011848
      32.4
    
    
      11
      12
      стекло
      2.05
      0.001025
      7.84
      0.1
      0.012755
      32.4
    
    
      12
      13
      сталь
      0.90
      0.000450
      8.03
      0.1
      0.012453
      32.4
    
    
      13
      14
      сталь
      0.90
      0.000450
      7.93
      0.1
      0.012610
      32.4
    
    
      14
      15
      стекло
      2.06
      0.001030
      4.87
      0.1
      0.020534
      40.1
    
    
      15
      16
      стекло
      1.98
      0.000990
      4.78
      0.1
      0.020921
      40.1
    
    
      16
      17
      сталь
      0.75
      0.000375
      6.81
      0.1
      0.014684
      40.1



In [81]:

    
table_1.iloc[:, 8:]









    Out[81]:






  
    
      
      Плотность жидкости [кг/м^3]
      Плотность шарика [кг/м^3]
      Ускорение свободного падения [м/с^2]
      Вязкость жидкости [кг / (c * м^2)]
      Число Рейнольдса
      Время релаксации [с]
      Путь релаксации [м]
    
  
  
    
      0
      1260
      2500
      9.81
      0.449418
      0.018697
      0.001324
      0.099991
    
    
      1
      1260
      2500
      9.81
      0.441267
      0.018563
      0.001310
      0.099992
    
    
      2
      1260
      7800
      9.81
      0.453540
      0.004792
      0.000552
      0.099997
    
    
      3
      1260
      7800
      9.81
      0.443029
      0.005429
      0.000595
      0.099997
    
    
      4
      1258
      2500
      9.81
      0.335789
      0.033009
      0.001755
      0.099985
    
    
      5
      1258
      2500
      9.81
      0.317751
      0.035800
      0.001819
      0.099984
    
    
      6
      1258
      2500
      9.81
      0.314644
      0.035976
      0.001819
      0.099984
    
    
      7
      1258
      7800
      9.81
      0.335265
      0.008758
      0.000747
      0.099995
    
    
      8
      1258
      7800
      9.81
      0.325177
      0.003529
      0.000403
      0.099999
    
    
      9
      1256
      2500
      9.81
      0.235740
      0.071971
      0.002623
      0.099966
    
    
      10
      1256
      2500
      9.81
      0.217585
      0.066684
      0.002427
      0.099971
    
    
      11
      1256
      2500
      9.81
      0.223378
      0.073512
      0.002613
      0.099967
    
    
      12
      1256
      7800
      9.81
      0.231975
      0.030342
      0.001513
      0.099981
    
    
      13
      1256
      7800
      9.81
      0.229086
      0.031112
      0.001532
      0.099981
    
    
      14
      1253
      2500
      9.81
      0.140451
      0.188683
      0.004196
      0.099914
    
    
      15
      1253
      2500
      9.81
      0.127357
      0.203769
      0.004275
      0.099911
    
    
      16
      1253
      7800
      9.81
      0.136681
      0.050481
      0.001783
      0.099974



In [82]:

    
table_2 = pd.read_excel('lab-2-2.xlsx', '2')
table_2.iloc[:, :8]









    Out[82]:






  
    
      
      Номер шарика
      Материал
      Средний диаметр [мм]
      Средний радиус [м]
      Время падения [c]
      Путь [м]
      Устан-ся скорость [м/с]
      Температура среды
    
  
  
    
      0
      1
      стекло
      0.05
      0.000025
      0.03
      0.003
      0.000206
      0.1
    
    
      1
      2
      стекло
      0.05
      0.000025
      0.03
      0.003
      0.000203
      0.1
    
    
      2
      3
      сталь
      0.05
      0.000025
      0.03
      0.003
      0.000142
      0.1
    
    
      3
      4
      сталь
      0.05
      0.000025
      0.03
      0.003
      0.000154
      0.1
    
    
      4
      5
      стекло
      0.05
      0.000025
      0.03
      0.003
      0.000279
      0.1
    
    
      5
      6
      стекло
      0.05
      0.000025
      0.03
      0.003
      0.000290
      0.1
    
    
      6
      7
      стекло
      0.05
      0.000025
      0.03
      0.003
      0.000290
      0.1
    
    
      7
      8
      сталь
      0.05
      0.000025
      0.03
      0.003
      0.000196
      0.1
    
    
      8
      9
      сталь
      0.05
      0.000025
      0.03
      0.003
      0.000103
      0.1
    
    
      9
      10
      стекло
      0.05
      0.000025
      0.03
      0.003
      0.000433
      0.1
    
    
      10
      11
      стекло
      0.05
      0.000025
      0.03
      0.003
      0.000398
      0.1
    
    
      11
      12
      стекло
      0.05
      0.000025
      0.03
      0.003
      0.000431
      0.1
    
    
      12
      13
      сталь
      0.05
      0.000025
      0.03
      0.003
      0.000420
      0.1
    
    
      13
      14
      сталь
      0.05
      0.000025
      0.03
      0.003
      0.000426
      0.1
    
    
      14
      15
      стекло
      0.05
      0.000025
      0.03
      0.003
      0.000743
      0.1
    
    
      15
      16
      стекло
      0.05
      0.000025
      0.03
      0.003
      0.000759
      0.1
    
    
      16
      17
      сталь
      0.05
      0.000025
      0.03
      0.003
      0.000505
      0.1



In [83]:

    
table_2.iloc[:, 8:]









    Out[83]:






  
    
      
      Плотность жидкости [кг/м^3]
      Плотность шарика [кг/м^3]
      Ускорение свободного падения [м/с^2]
      Вязкость жидкости [кг / (c * м^2)]
      Число Рейнольдса
      Время релаксации [с]
      Путь релаксации [м]
    
  
  
    
      0
      2
      500
      0.01
      0.218462
      0.010167
      0.000973
      0.076634
    
    
      1
      2
      500
      0.01
      0.214804
      0.010113
      0.000964
      0.076772
    
    
      2
      2
      500
      0.01
      0.109176
      0.001627
      0.000241
      0.046776
    
    
      3
      2
      500
      0.01
      0.105198
      0.001817
      0.000256
      0.046123
    
    
      4
      2
      500
      0.01
      0.163300
      0.017982
      0.001290
      0.076742
    
    
      5
      2
      500
      0.01
      0.154709
      0.019534
      0.001339
      0.076856
    
    
      6
      2
      500
      0.01
      0.153271
      0.019643
      0.001340
      0.076904
    
    
      7
      2
      500
      0.01
      0.080858
      0.002981
      0.000326
      0.046870
    
    
      8
      2
      500
      0.01
      0.094486
      0.001461
      0.000216
      0.056748
    
    
      9
      2
      500
      0.01
      0.114520
      0.039219
      0.001923
      0.076702
    
    
      10
      2
      500
      0.01
      0.106484
      0.036688
      0.001798
      0.077422
    
    
      11
      2
      500
      0.01
      0.108822
      0.040209
      0.001923
      0.076976
    
    
      12
      2
      500
      0.01
      0.051632
      0.009511
      0.000602
      0.043152
    
    
      13
      2
      500
      0.01
      0.051000
      0.009755
      0.000610
      0.043162
    
    
      14
      2
      500
      0.01
      0.068581
      0.103836
      0.003092
      0.077297
    
    
      15
      2
      500
      0.01
      0.062451
      0.112784
      0.003168
      0.077712
    
    
      16
      2
      500
      0.01
      0.033546
      0.017573
      0.000790
      0.047727



In [84]:

    
table_3 = pd.read_excel('lab-2-2.xlsx', '3')
table_3









    Out[84]:






  
    
      
      Температура среды [C]
      Температура среды [K]
      Средняя вязкость [кг / (c * м^2)]
      Обратная температура среды
      Логарифм вязкости
    
  
  
    
      0
      21.1
      294.25
      0.446814
      0.003398
      -0.805614
    
    
      1
      26.5
      299.65
      0.325725
      0.003337
      -1.121701
    
    
      2
      32.4
      305.55
      0.227553
      0.003273
      -1.480374
    
    
      3
      40.1
      313.25
      0.134830
      0.003192
      -2.003743



In [85]:

    
table_4 = pd.read_excel('lab-2-2.xlsx', '4')
table_4









    Out[85]:






  
    
      
      Температура среды [C]
      Температура среды [K]
      Средняя вязкость [кг / (c * м^2)]
      Обратная температура среды
      Логарифм вязкости
    
  
  
    
      0
      0.1
      0.1
      0.161910
      0.000001
      0.200977
    
    
      1
      0.1
      0.1
      0.129325
      0.000001
      0.115293
    
    
      2
      0.1
      0.1
      0.086492
      0.000001
      0.058426
    
    
      3
      0.1
      0.1
      0.054860
      0.000001
      0.027379



In [86]:

    
onet = table_3.values[:, 3]
lneta = table_3.values[:, 4]
donet = table_4.values[:, 3]
dlneta =table_4.values[:, 4]



In [152]:

    
k, b = np.polyfit(onet, lneta, deg=1)
k1, b1 = np.polyfit(onet, lneta + dlneta * np.linspace(-0.3, -0.4, len(dlneta)), deg=1)
k2, b2 = np.polyfit(onet, lneta - dlneta * np.linspace(-1.1, 0.7, len(dlneta)), deg=1)



In [186]:

    
plt.figure(figsize=(15,6))
plt.grid(linestyle='-.', lw=0.5, color='#cccccc')

plt.title('', fontweight='bold')
plt.ylabel('')
plt.xlabel('')

plt.scatter(onet, lneta)

x = np.linspace(0.00316, 0.00342)

plt.plot(x, k * x + b, color='black')
plt.plot(x, k1 * x + b1, '--', lw=0.5, color='black')
plt.plot(x, k2 * x + b2, '--', lw=0.5, color='black')

plt.errorbar(onet, lneta, xerr=donet, yerr=dlneta, fmt='o', color='black', lw=1.5)

plt.xlim((0.00316, 0.00342))
plt.ylim((-2.1, -0.58))

plt.show()



In [195]:

    
bolts = 1.38 * 10 ** (-23)
W = k * bolts
dW = np.abs(k2 - k1) * bolts / 2
print(W, dW, 100*dW/W)









    



8.01806160347e-20 9.3314443902e-21 11.6380303017



In [ ]:

	Номер шарика	Материал	Средний диаметр [мм]	Средний радиус [м]	Время падения [c]	Путь [м]	Устан-ся скорость [м/с]	Температура среды
0	1	стекло	2.07	0.001035	15.52	0.1	0.006443	21.1
1	2	стекло	2.04	0.001020	15.69	0.1	0.006373	21.1
2	3	сталь	0.76	0.000380	22.03	0.1	0.004539	21.1
3	4	сталь	0.78	0.000390	20.43	0.1	0.004895	21.1
4	5	стекло	2.06	0.001030	11.69	0.1	0.008554	26.5
5	6	стекло	2.04	0.001020	11.28	0.1	0.008865	26.5
6	7	стекло	2.03	0.001015	11.28	0.1	0.008865	26.5
7	8	сталь	0.76	0.000380	16.28	0.1	0.006143	26.5
8	9	сталь	0.55	0.000275	30.15	0.1	0.003317	26.5
9	10	стекло	2.11	0.001055	7.81	0.1	0.012804	32.4
10	11	стекло	1.95	0.000975	8.44	0.1	0.011848	32.4
11	12	стекло	2.05	0.001025	7.84	0.1	0.012755	32.4
12	13	сталь	0.90	0.000450	8.03	0.1	0.012453	32.4
13	14	сталь	0.90	0.000450	7.93	0.1	0.012610	32.4
14	15	стекло	2.06	0.001030	4.87	0.1	0.020534	40.1
15	16	стекло	1.98	0.000990	4.78	0.1	0.020921	40.1
16	17	сталь	0.75	0.000375	6.81	0.1	0.014684	40.1

	Плотность жидкости [кг/м^3]	Плотность шарика [кг/м^3]	Ускорение свободного падения [м/с^2]	Вязкость жидкости [кг / (c * м^2)]	Число Рейнольдса	Время релаксации [с]	Путь релаксации [м]
0	1260	2500	9.81	0.449418	0.018697	0.001324	0.099991
1	1260	2500	9.81	0.441267	0.018563	0.001310	0.099992
2	1260	7800	9.81	0.453540	0.004792	0.000552	0.099997
3	1260	7800	9.81	0.443029	0.005429	0.000595	0.099997
4	1258	2500	9.81	0.335789	0.033009	0.001755	0.099985
5	1258	2500	9.81	0.317751	0.035800	0.001819	0.099984
6	1258	2500	9.81	0.314644	0.035976	0.001819	0.099984
7	1258	7800	9.81	0.335265	0.008758	0.000747	0.099995
8	1258	7800	9.81	0.325177	0.003529	0.000403	0.099999
9	1256	2500	9.81	0.235740	0.071971	0.002623	0.099966
10	1256	2500	9.81	0.217585	0.066684	0.002427	0.099971
11	1256	2500	9.81	0.223378	0.073512	0.002613	0.099967
12	1256	7800	9.81	0.231975	0.030342	0.001513	0.099981
13	1256	7800	9.81	0.229086	0.031112	0.001532	0.099981
14	1253	2500	9.81	0.140451	0.188683	0.004196	0.099914
15	1253	2500	9.81	0.127357	0.203769	0.004275	0.099911
16	1253	7800	9.81	0.136681	0.050481	0.001783	0.099974

	Номер шарика	Материал	Средний диаметр [мм]	Средний радиус [м]	Время падения [c]	Путь [м]	Устан-ся скорость [м/с]	Температура среды
0	1	стекло	0.05	0.000025	0.03	0.003	0.000206	0.1
1	2	стекло	0.05	0.000025	0.03	0.003	0.000203	0.1
2	3	сталь	0.05	0.000025	0.03	0.003	0.000142	0.1
3	4	сталь	0.05	0.000025	0.03	0.003	0.000154	0.1
4	5	стекло	0.05	0.000025	0.03	0.003	0.000279	0.1
5	6	стекло	0.05	0.000025	0.03	0.003	0.000290	0.1
6	7	стекло	0.05	0.000025	0.03	0.003	0.000290	0.1
7	8	сталь	0.05	0.000025	0.03	0.003	0.000196	0.1
8	9	сталь	0.05	0.000025	0.03	0.003	0.000103	0.1
9	10	стекло	0.05	0.000025	0.03	0.003	0.000433	0.1
10	11	стекло	0.05	0.000025	0.03	0.003	0.000398	0.1
11	12	стекло	0.05	0.000025	0.03	0.003	0.000431	0.1
12	13	сталь	0.05	0.000025	0.03	0.003	0.000420	0.1
13	14	сталь	0.05	0.000025	0.03	0.003	0.000426	0.1
14	15	стекло	0.05	0.000025	0.03	0.003	0.000743	0.1
15	16	стекло	0.05	0.000025	0.03	0.003	0.000759	0.1
16	17	сталь	0.05	0.000025	0.03	0.003	0.000505	0.1

	Плотность жидкости [кг/м^3]	Плотность шарика [кг/м^3]	Ускорение свободного падения [м/с^2]	Вязкость жидкости [кг / (c * м^2)]	Число Рейнольдса	Время релаксации [с]	Путь релаксации [м]
0	2	500	0.01	0.218462	0.010167	0.000973	0.076634
1	2	500	0.01	0.214804	0.010113	0.000964	0.076772
2	2	500	0.01	0.109176	0.001627	0.000241	0.046776
3	2	500	0.01	0.105198	0.001817	0.000256	0.046123
4	2	500	0.01	0.163300	0.017982	0.001290	0.076742
5	2	500	0.01	0.154709	0.019534	0.001339	0.076856
6	2	500	0.01	0.153271	0.019643	0.001340	0.076904
7	2	500	0.01	0.080858	0.002981	0.000326	0.046870
8	2	500	0.01	0.094486	0.001461	0.000216	0.056748
9	2	500	0.01	0.114520	0.039219	0.001923	0.076702
10	2	500	0.01	0.106484	0.036688	0.001798	0.077422
11	2	500	0.01	0.108822	0.040209	0.001923	0.076976
12	2	500	0.01	0.051632	0.009511	0.000602	0.043152
13	2	500	0.01	0.051000	0.009755	0.000610	0.043162
14	2	500	0.01	0.068581	0.103836	0.003092	0.077297
15	2	500	0.01	0.062451	0.112784	0.003168	0.077712
16	2	500	0.01	0.033546	0.017573	0.000790	0.047727

	Температура среды [C]	Температура среды [K]	Средняя вязкость [кг / (c * м^2)]	Обратная температура среды	Логарифм вязкости
0	21.1	294.25	0.446814	0.003398	-0.805614
1	26.5	299.65	0.325725	0.003337	-1.121701
2	32.4	305.55	0.227553	0.003273	-1.480374
3	40.1	313.25	0.134830	0.003192	-2.003743

	Температура среды [C]	Температура среды [K]	Средняя вязкость [кг / (c * м^2)]	Обратная температура среды	Логарифм вязкости
0	0.1	0.1	0.161910	0.000001	0.200977
1	0.1	0.1	0.129325	0.000001	0.115293
2	0.1	0.1	0.086492	0.000001	0.058426
3	0.1	0.1	0.054860	0.000001	0.027379