... nyenzo ambayo ina ajabu
mali: chini ya mizigo nyepesi ni laini
na elastic, na wakati kubwa, inakuwa
ngumu na elastic sana.
Hakuna hata mtu mmoja anayeweza kuepuka ulimwengu halisi wa nyenzo unaomzunguka na ambao yeye mwenyewe anaishi. Asili, maisha ya kila siku, teknolojia na kila kitu kinachotuzunguka na kinachotokea ndani yetu ni chini ya sheria zinazofanana za asili na maendeleo - sheria za FIZIKI.
Asili ni maabara halisi ya kimwili ambayo mtu lazima awe mwangalizi anayefanya kazi, muumbaji, lakini si mtumwa wa asili, hawezi angalau kuelezea matukio ya asili anayoona. Tangu kuzaliwa, kila mtu anafahamiana na vitu vinavyomzunguka; anapokua, mtu huanza kutofautisha aina tofauti za maji kutoka kwa gesi au vitu vikali, akielewa ni mali gani ya asili katika vitu. Katika umri mdogo, mtoto hafikirii sana juu ya ishara hizi za kuvutia, haelewi kwa nini maji ni kioevu na theluji ni imara ... Kadiri mtu anavyokua, eneo lake la ujuzi linakuwa zaidi, zaidi ya kina. anaelewa kiini cha mambo. Kwa hivyo, kwa kila mtu inakuja wakati ambapo kwa dhana ya kioevu ataelewa sio maziwa au maji tu, ataelewa kuwa kioevu, kama aina nyingine yoyote ya suala, ina uainishaji wake na mali ya msingi. Sifa kuu ya kioevu, ambayo inaitofautisha na majimbo mengine ya mkusanyiko, ni uwezo wa kubadilisha sura yake bila kikomo chini ya ushawishi wa mikazo ya mitambo ya tangential, hata kidogo kiholela, wakati wa kudumisha kiasi chake. Hali ya kioevu kwa kawaida huchukuliwa kuwa ya kati kati ya kigumu na gesi: gesi haihifadhi kiasi wala umbo, lakini kigumu huhifadhi zote mbili. Liquids imegawanywa kuwa bora na halisi. Bora - vinywaji visivyo na viscous na uhamaji kabisa, i.e. kutokuwepo kwa nguvu za msuguano na mikazo ya tangential na kutoweza kubadilika kabisa. Vimiminika vya kweli - viscous ambavyo vina compressibility, upinzani, tensile na shear vikosi na uhamaji wa kutosha, i.e. uwepo wa nguvu za msuguano na mikazo ya tangential.
Umuhimu wa mradi:
Tumezungukwa na kiasi kikubwa cha vinywaji. Kioevu hutuzunguka kila mahali na kila wakati. Watu wenyewe wameumbwa kwa kioevu, maji hutupa uhai, tulitoka kwa maji na daima tunarudi maji. Tunakutana na matumizi ya vinywaji kila wakati: tunakunywa chai, kuosha mikono yetu, kumwaga petroli kwenye gari, kumwaga mafuta kwenye sufuria ya kukaanga. Mali kuu ya kioevu ni kwamba ina uwezo wa kubadilisha sura yake chini ya dhiki ya mitambo.
Lakini ikawa kwamba sio vinywaji vyote vinafanya kwa njia ya kawaida. Hizi ni kile kinachoitwa maji yasiyo ya Newtonian. Tulipendezwa na mali isiyo ya kawaida ya vinywaji vile na tulifanya majaribio kadhaa.
Nadharia:
Fanya majaribio ambayo unaweza kuona kwa uwazi baadhi ya sifa halisi za vimiminika visivyo vya Newton.
Malengo ya mradi:
Pata maji yasiyo ya Newtonian
Jifunze baadhi ya sifa za kimwili za maji yasiyo ya Newtonian
Malengo ya mradi:
Kusanya nyenzo za kinadharia kuhusu maji yasiyo ya Newtonian
Jifunze kwa majaribio baadhi ya sifa za kimaumbile za vimiminika visivyo vya Newton (wiani, kiwango cha mchemko, halijoto ya kuangazia)
Jua wigo wa utumiaji wa vimiminika visivyo vya Newton
Mbinu za utafiti:
Uchunguzi
Kusoma nyenzo za kinadharia
Kufanya majaribio
Uchambuzi
Sehemu ya kinadharia
Kioevu ni mojawapo ya majimbo ya maada. Kuna majimbo matatu kama haya, pia huitwa majimbo ya jumla: gesi, kioevu na ngumu. Dutu hii inaitwa kioevu ikiwa ina mali ya kubadilisha sura yake bila ukomo chini ya ushawishi wa nje, wakati wa kudumisha kiasi chake.
Hali ya kioevu kwa kawaida huchukuliwa kuwa ya kati kati ya kigumu na gesi: gesi haihifadhi kiasi wala umbo, lakini kigumu huhifadhi zote mbili. Liquids inaweza kuwa bora au halisi. Bora - vinywaji visivyo na viscous na uhamaji kabisa, i.e. kutokuwepo kwa nguvu za msuguano na matatizo ya tangential na kutoweza kubadilika kabisa kwa kiasi chini ya ushawishi wa nguvu za nje. Vimiminika vya kweli - viscous ambavyo vina compressibility, upinzani, tensile na shear vikosi na uhamaji wa kutosha, i.e. uwepo wa nguvu za msuguano na mikazo ya tangential. Maji halisi yanaweza kuwa ya Newtonian au yasiyo ya Newtonian.
Maji ya Newtonia ni maji ya homogeneous. Maji ya Newton ni maji, mafuta na vitu vingi vya maji ambavyo tumezoea katika matumizi ya kila siku, ambayo ni, vile ambavyo huhifadhi hali yao ya mkusanyiko bila kujali unafanya nini navyo (isipokuwa tunazungumza juu ya uvukizi au kuganda, bila shaka) .
Kitu kingine ni maji yasiyo ya Newtonian. Upekee wao upo katika ukweli kwamba mali zao za maji hubadilika kulingana na kasi ya sasa yake.
Mwishoni mwa karne ya 17, mwanafizikia mkuu Newton aligundua kuwa kupiga makasia haraka ni ngumu zaidi kuliko ikiwa unafanya polepole. Na kisha akaunda sheria kulingana na ambayo mnato wa kioevu huongezeka kwa kadiri ya nguvu iliyowekwa juu yake. Newton alikuja kwenye uchunguzi wa mtiririko wa vinywaji wakati alijaribu kuiga harakati za sayari za mfumo wa jua kwa kuzungusha silinda inayowakilisha Jua ndani ya maji. Katika uchunguzi wake, alianzisha kwamba ikiwa mzunguko wa silinda unadumishwa, hatua kwa hatua hupitishwa kwa wingi mzima wa kioevu. Baadaye, kuelezea mali kama hizo za vinywaji, maneno "msuguano wa ndani" na "mnato" yalianza kutumika, ambayo yalienea sawa. Kihistoria, kazi hizi za Newton ziliweka msingi wa utafiti wa mnato na rheolojia.
Wakati kioevu ni tofauti, kwa mfano, inajumuisha molekuli kubwa zinazounda miundo tata ya anga, basi wakati wa mtiririko wake mnato hutegemea kasi ya kasi. Maji kama hayo huitwa yasiyo ya Newtonian. Isiyo ya Newtonian, au isiyo ya kawaida, ni maji ambayo mtiririko wake hautii sheria ya Newton. Kuna maji mengi kama haya ambayo ni ya kushangaza kutoka kwa mtazamo wa majimaji. Zinatumika sana katika mafuta, kemikali, usindikaji na tasnia zingine.
Vimiminika visivyo vya Newtonian havitii sheria za vimiminika vya kawaida; vimiminika hivi hubadilisha msongamano na mnato wao vinapofunuliwa na nguvu ya kimwili, si tu nguvu ya mitambo, bali hata mawimbi ya sauti na sehemu za sumakuumeme. Ikiwa unatenda kwa mitambo kwenye kioevu cha kawaida, basi athari kubwa juu yake, zaidi ya mabadiliko kati ya ndege za kioevu, kwa maneno mengine, nguvu ya athari kwenye kioevu, kwa kasi itapita na kubadilisha sura yake. Ikiwa tutachukua hatua kwa kioevu kisicho cha Newtonian na nguvu za mitambo, tutapata athari tofauti kabisa, kioevu kitaanza kuchukua mali ya vitu vikali na kuishi kama imara, uhusiano kati ya molekuli za kioevu utaongezeka na kuongezeka. kwa nguvu juu yake, kwa sababu hiyo tutakabiliwa na ugumu wa kimwili wa kusonga tabaka za vinywaji vile. Mnato wa vimiminika visivyo vya Newton huongezeka kadri kasi ya mtiririko wa kioevu inavyopungua.
sehemu ya majaribio
Katika sehemu ya vitendo, tulifanya majaribio kadhaa.
Jaribio la 1 "Kupata kioevu kisicho cha Newtonian"
Kusudi: kupata maji yasiyo ya Newtonian na kuangalia jinsi inavyofanya kazi katika hali ya kawaida.
Vifaa: maji, wanga, bakuli.
Maendeleo ya jaribio:
1 Chukua bakuli la maji na wanga. Mchanganyiko wa sehemu sawa za dutu.
2 Matokeo yake ni kioevu nyeupe.
Tuliona kwamba ikiwa unachochea haraka, unahisi upinzani, lakini ukichochea polepole zaidi, huna. Unaweza kumwaga kioevu kilichosababisha mkononi mwako na jaribu kuifunga kwenye mpira. Tunapofanya juu ya kioevu, tunapopiga mpira, kutakuwa na mpira imara wa kioevu mikononi mwetu, na kwa kasi na kwa nguvu tunafanya juu yake, denser na ngumu zaidi mpira wetu utakuwa. Mara tu tunapoondoa mikono yetu, mpira mgumu hadi sasa utaenea juu ya mikono yetu. Hii itakuwa kutokana na ukweli kwamba baada ya ushawishi juu yake kukomesha, kioevu kitachukua tena mali ya awamu ya kioevu.
Jaribio la 2 "Utafiti wa baadhi ya sifa halisi za vimiminika visivyo vya Newton"
Ili kujifunza mali, tulichukua mchanganyiko wa wanga na maji yaliyopatikana katika jaribio la awali, gel ya oga na mafuta ya alizeti.
Madhumuni ya jaribio hili: kwa majaribio kuamua msongamano, kiwango cha mchemko na joto la fuwele la vimiminika hivi.
Kama matokeo ya majaribio, tulipata data ifuatayo:
Jaribio la 3 "Kusoma ushawishi wa sehemu za sumaku kwenye kiowevu kisicho cha Newtonia"
Majaribio ya ferrofluid yanasambazwa sana katika mfumo wa video kwenye mtandao. Ukweli ni kwamba aina hii ya kioevu, chini ya ushawishi wa sumaku, hufanya harakati fulani, ambayo inafanya majaribio ya kuvutia sana.
Maji ya Ferromagnetic yanaweza kufanywa kwa mikono yako mwenyewe nyumbani. Ili kufanya hivyo, tutachukua mafuta (mafuta ya magari, mafuta ya alizeti, nk yanafaa), pamoja na toner kwa printer laser (dutu katika fomu ya poda). Sasa changanya viungo vyote viwili kwa msimamo wa cream ya sour.
Ili athari iwe ya juu, joto mchanganyiko unaosababishwa katika umwagaji wa maji kwa karibu nusu saa, bila kusahau kuichochea.
Kioevu cha Ferromagnetic (ferrofluid) ni kioevu ambacho kina polarized chini ya ushawishi wa shamba la magnetic. Kwa ufupi, ikiwa unaleta sumaku ya kawaida karibu na kioevu hiki, hutoa harakati fulani, kwa mfano, inakuwa kama hedgehog, inasimama na hump, nk.
Kufanya toy - lami
Toy ya kwanza kabisa ya lami ilitengenezwa na Mattel mnamo 1976. Toy ya Slime imepata umaarufu kwa sababu ya mali yake ya kufurahisha - unyevu, elasticity na uwezo wa kubadilika kila wakati. Kwa kuwa na mali ya giligili isiyo ya Newton, toy ya lami haraka ikawa maarufu sana kwa watoto na watu wazima. Slime haikuweza kununuliwa kila mahali, lakini hivi karibuni walijifunza jinsi ya kutengeneza toy ya kuchekesha nyumbani.
Kufanya slime kwa mikono yako mwenyewe na nyumbani hutofautiana na mapishi ya awali. Kwa hivyo, tutatumia vitu vinavyopatikana zaidi:
1. Gundi ya PVA. Nyeupe, ikiwezekana safi, gundi inaweza kununuliwa katika duka lolote la ofisi au duka la vifaa. Tutahitaji karibu nusu ya glasi ya kawaida ya gundi kwa Lizun, kuhusu gramu 100.
2. Maji - maji ya kawaida ya bomba. Ikiwa inataka, unaweza kuchemsha kwa joto la kawaida. Utahitaji glasi kidogo zaidi.
3. Tetraborate ya sodiamu, borax au borax. Inaweza kununuliwa kwenye duka la dawa kwa namna ya suluhisho la 4%.
4. Kuchorea chakula au matone machache ya kijani kibichi. Lami asili ni kijani kibichi, na kijani kibichi ni kamilifu kama kikali cha kuchorea.
5. Kikombe cha kupimia, chombo na fimbo ya kuchanganya. Kama fimbo, unaweza kuchukua penseli, kijiko au kitu kingine chochote kinachofaa.
Wacha tuendelee kwenye mchakato wa kuunda slime:
Futa kijiko cha borax katika glasi ya maji.
- Badilisha robo ya glasi ya maji na glasi ya robo ya gundi kwenye mchanganyiko wa homogeneous katika bakuli nyingine. Ikiwa inataka, ongeza rangi hapo.
- Wakati wa kuchochea mchanganyiko wa wambiso, hatua kwa hatua ongeza suluhisho la borax, karibu nusu ya kioo. Koroga hadi misa ya homogeneous kama jelly inapatikana.
- Wacha tuangalie matokeo: dutu iliyotiwa nene, kwa kweli, ni toy ya lami. Unaweza kuiweka kwenye meza, kuponda na kuangalia mali zake zote za awali.
Maombi ya maji yasiyo ya Newtonian
Oddly kutosha, vinywaji hivi ni maarufu sana duniani. Wakati wa kusoma maji yasiyo ya Newtonian, mnato wao unasomwa kwanza. Ujuzi kuhusu mnato na jinsi ya kuupima na kuudumisha husaidia katika dawa, teknolojia, upishi na utengenezaji wa vipodozi.
Maombi katika cosmetology
Makampuni ya vipodozi hupata faida kubwa kwa kupata usawa kamili wa mnato ambao wateja wanapenda.
Ili kuhakikisha kwamba vipodozi vinashikamana na ngozi, vinafanywa viscous, iwe ni msingi wa kioevu, gloss ya mdomo, eyeliner, mascara, lotions, au rangi ya misumari. Mnato kwa kila bidhaa huchaguliwa mmoja mmoja, kulingana na madhumuni ambayo imekusudiwa. Gloss ya midomo, kwa mfano, inapaswa kuwa ya viscous ya kutosha kukaa kwenye midomo kwa muda mrefu, lakini sio viscous sana, vinginevyo wale wanaoitumia watajisikia vibaya kwenye midomo. Katika uzalishaji wa wingi wa vipodozi, vitu maalum vinavyoitwa viscosity modifiers hutumiwa. Katika vipodozi vya nyumbani, mafuta mbalimbali na wax hutumiwa kwa madhumuni sawa.
Katika gel za kuoga, mnato hurekebishwa ili waweze kubaki kwenye mwili kwa muda wa kutosha ili kuosha uchafu, lakini si muda mrefu zaidi kuliko lazima, vinginevyo mtu atahisi uchafu tena. Kwa kawaida, mnato wa bidhaa ya kumaliza ya vipodozi hubadilishwa bandia kwa kuongeza marekebisho ya viscosity.
Mnato wa juu zaidi ni kwa marashi. Viscosity ya creams ni ya chini, na lotions ni angalau viscous. Shukrani kwa hili, lotions hulala kwenye ngozi kwenye safu nyembamba kuliko marashi na creams, na kuwa na athari ya kuburudisha kwenye ngozi. Ikilinganishwa na vipodozi vya viscous zaidi, ni vya kupendeza kutumia hata wakati wa kiangazi, ingawa zinahitaji kusuguliwa kwa bidii na lazima zitumike tena mara nyingi zaidi, kwani hazibaki kwenye ngozi kwa muda mrefu. Creams na marashi hukaa kwenye ngozi kwa muda mrefu zaidi kuliko lotions na ni unyevu zaidi. Ni nzuri sana kutumia wakati wa msimu wa baridi wakati kuna unyevu kidogo hewani. Katika hali ya hewa ya baridi, wakati ngozi hukauka na kupasuka, bidhaa kama vile siagi ya mwili, kwa mfano, ni msalaba kati ya mafuta na cream. Mafuta huchukua muda mrefu zaidi kunyonya na kuacha ngozi ya mafuta, lakini hubakia kwenye mwili kwa muda mrefu zaidi. Kwa hiyo, mara nyingi hutumiwa katika dawa.
Ikiwa mnunuzi alipenda mnato wa bidhaa ya vipodozi mara nyingi huamua ikiwa atachagua bidhaa hii katika siku zijazo. Ndiyo maana wazalishaji wa vipodozi hutumia jitihada nyingi ili kupata viscosity mojawapo, ambayo inapaswa kukata rufaa kwa wanunuzi wengi. Mtengenezaji sawa mara nyingi hutoa bidhaa kwa madhumuni sawa, kama vile gel ya kuoga, katika matoleo tofauti na viscosities ili kuwapa watumiaji chaguo. Wakati wa uzalishaji, kichocheo kinafuatwa madhubuti ili kuhakikisha kuwa mnato hukutana na viwango.
Tumia katika kupikia
Ili kuboresha uwasilishaji wa sahani, kufanya chakula kuwa na hamu zaidi na kurahisisha kula, bidhaa za chakula za viscous hutumiwa katika kupikia.
Bidhaa zilizo na mnato wa juu, kama michuzi, ni rahisi sana kueneza kwenye bidhaa zingine, kama mkate. Pia hutumiwa kushikilia tabaka za chakula mahali pake. Katika sandwich, siagi, majarini, au mayonnaise hutumiwa kwa madhumuni haya - basi jibini, nyama, samaki au mboga haziondoi mkate. Katika saladi, haswa zile za multilayer, mayonnaise na michuzi mingine ya viscous pia hutumiwa mara nyingi kusaidia saladi hizi kuweka sura zao. Mifano maarufu zaidi ya saladi hizo ni herring chini ya kanzu ya manyoya na saladi ya Olivier. Ikiwa unatumia mafuta ya mzeituni badala ya mayonnaise au mchuzi mwingine wa viscous, basi mboga na vyakula vingine hazitashikilia sura yao.
Bidhaa za viscous na uwezo wao wa kushikilia sura zao pia hutumiwa kupamba sahani. Kwa mfano, mtindi au mayonnaise kwenye picha sio tu inabakia katika sura ambayo ilitolewa, lakini pia inasaidia mapambo ambayo yaliwekwa juu yake.
Maombi katika dawa
Katika dawa, ni muhimu kuwa na uwezo wa kuamua na kudhibiti viscosity ya damu, kwani mnato wa juu huchangia matatizo kadhaa ya afya. Ikilinganishwa na damu ya mnato wa kawaida, damu nene na ya viscous haisogei vizuri kupitia mishipa ya damu, ambayo inazuia mtiririko wa virutubisho na oksijeni kwa viungo na tishu, na hata kwa ubongo. Ikiwa tishu hazipokea oksijeni ya kutosha, hufa, hivyo damu ya mnato wa juu inaweza kuharibu tishu na viungo vya ndani. Sio tu sehemu za mwili zinazohitaji oksijeni zaidi zimeharibiwa, lakini pia zile zinazochukua muda mrefu zaidi kwa damu kufikia, yaani, mwisho, hasa vidole na vidole. Kwa baridi, kwa mfano, damu inakuwa ya viscous zaidi, hubeba oksijeni ya kutosha kwa mikono na miguu, hasa tishu za vidole, na katika hali mbaya kifo cha tishu hutokea. Katika hali hiyo, vidole na wakati mwingine sehemu za viungo vinapaswa kukatwa.
Maombi katika teknolojia
Vimiminika visivyo vya Newtonian hutumiwa katika tasnia ya magari; mafuta ya injini yaliyotengenezwa kwa msingi wa vimiminika visivyo vya Newton hupunguza mnato wao kwa makumi kadhaa ya mara kadiri kasi ya injini inavyoongezeka, huku ikipunguza msuguano katika injini.
Hitimisho na hitimisho
Kama matokeo ya kazi iliyofanywa, uhakiki wa vyanzo vya kinadharia vya habari ulifanyika. Mfululizo wa majaribio na vinywaji visivyo vya Newtonian ulifanyika, wiani ulihesabiwa, na joto la kuchemsha na la fuwele la vinywaji visivyo vya Newtonian viliamuliwa.
Kulingana na matokeo ya majaribio, hitimisho zifuatazo zinaweza kutolewa:
1. Ikiwa tunachochea maji yasiyo ya Newtonian haraka, upinzani huhisiwa, lakini ikiwa tunachochea polepole zaidi, basi hapana. Wakati wa kusonga haraka, kioevu kama hicho hufanya kama dhabiti.
2. Wakati hali ya joto inabadilika, wiani wa kioevu hubadilika.
Kuna mambo mengi ya kushangaza karibu nasi, na maji yasiyo ya Newtonian ni mfano mkuu wa hili. Tunatumahi kuwa tuliweza kuonyesha wazi mali zake za kushangaza.
Kulingana na matokeo ya kazi, kazi zote zilizopewa zilikamilishwa na majaribio yote yaliyopangwa yalifanyika. Majaribio na uwasilishaji ulionyesha madhumuni ya kazi tuliyofanya.
Fasihi
Nyenzo za kufundishia:
1. A. V. Peryshkin. Fizikia daraja la 7, Bustard, Moscow 2008
2. Zarembo L.K., Bolotovsky B.M., Stakhanov I.P. na wengine.Watoto wa shule kuhusu fizikia ya kisasa. Mwangaza, 2006
3. Kabardin O.F., Fizikia, nyenzo za kumbukumbu, Elimu, 1988
Kazi ilikamilika:
Skibin Ilya, mwanafunzi wa darasa la 9
Kharitonov Vadim, mwanafunzi wa darasa la 9
Msimamizi:
Gievskaya Lyudmila Ivanovna
Mwalimu wa fizikia
Taasisi ya elimu ya serikali ya manispaa
Shule ya sekondari ya Novokalitvenskaya
Wilaya ya manispaa ya Rossoshansky
Mkoa wa Voronezh
Hata ukitembea au . Haijalishi ni nguvu gani inayofanya juu ya maji, mafuta au maziwa, bado watahifadhi hali yao ya kioevu, iwe ni kuchochea, kumwaga au ushawishi mwingine wa kimwili.
Jambo lingine sio la Newtonian. Upekee wao upo katika ukweli kwamba maji yao hubadilika kulingana na kasi ya sasa yake. Wasio wa Newtonian kioevu kupatikana kwa urahisi kwa kuchanganya maji na viazi vya kula/wanga wa mahindi.
Vyanzo:
- maji yasiyo ya Newtonian jinsi ya kutengeneza
Vimiminika vya kawaida huenea, vinameta, na hupenyeza kwa urahisi. Lakini kuna vitu vinavyoweza kuchukua nafasi ya wima na hata kuhimili uzito wa mtu. Wanaitwa maji yasiyo ya Newtonian.
Kuna emulsions ambao mnato ni wa kutofautiana na hutegemea kiwango cha deformation. Kusimamishwa nyingi na mali zinazopingana na sheria za majimaji zimeandaliwa. Matumizi yao yameenea katika kemikali, usindikaji, mafuta na matawi mengine ya tasnia ya kisasa.
Hizi ni pamoja na matope ya maji taka, dawa ya meno, sabuni ya maji, maji ya kuchimba visima, nk. Kawaida mchanganyiko huu ni tofauti. Zina molekuli kubwa zenye uwezo wa kutengeneza miundo tata ya anga. Isipokuwa ni zile zilizotayarishwa na viazi au wanga wa mahindi.
Maandalizi ya maji yasiyo ya Newtonian nyumbani
Ili kuunda emulsion utahitaji maji. Kawaida viungo hutumiwa kwa sehemu sawa, lakini wakati mwingine uwiano ni 1: 3 kwa ajili ya maji. Baada ya kuchanganya, kioevu kinachosababisha ni sawa na msimamo wa jelly na ina sifa za kuvutia.Ikiwa unaweka kitu polepole kwenye chombo na emulsion, matokeo yatakuwa sawa na kuzamisha kitu kwenye rangi. Kwa kuzungusha vizuri na kupiga mchanganyiko kwa ngumi yako, unaweza kuona mabadiliko katika mali yake. Mkono utarudi nyuma kana kwamba kutoka kwa mgongano na dutu ngumu.
Emulsion iliyomwagika kutoka kwa urefu mkubwa, katika kuwasiliana na uso, hujilimbikiza kwenye uvimbe. Mwanzoni mwa mkondo, itapita kama kioevu cha kawaida. Jaribio jingine ni kuingiza polepole mkono wako kwenye utungaji na itapunguza vidole vyako kwa kasi. Safu ngumu huunda kati yao.
Unaweza kuweka mkono wako hadi kwenye kifundo cha mkono katika kusimamishwa na jaribu kuivuta kwa ukali. Kuna nafasi kubwa kwamba chombo kilicho na emulsion kitafufuka kwa mkono wako.
Kutumia sifa za kiowevu kisicho cha Newton kuunda ute
Ya kwanza iliundwa mwaka wa 1976. Ilipata umaarufu mkubwa kutokana na mali zake zisizo za kawaida. Slime ilikuwa wakati huo huo elastic, maji na ilikuwa na uwezo wa kubadilisha mara kwa mara. Sifa hizo zimefanya uhitaji wa kichezeo hicho kuwa mkubwa miongoni mwa watu wazima.Quicksand - maji yasiyo ya Newtonian ya jangwa
Wana mali ya solids na liquids mara moja kutokana na usanidi usio wa kawaida wa nafaka za mchanga. Mtiririko wa maji ulio chini ya mchanga wa haraka hupiga safu huru ya nafaka za mchanga hadi wingi wa msafiri ambaye ametangatanga hadi chini huanguka muundo.Mchanga husambazwa tena na huanza kunyonya ndani ya mtu. Majaribio ya kutoka nje ya kuongoza yako mwenyewe kwa hewa nyembamba, kuvuta miguu yako nyuma kwa nguvu ya titanic. Nguvu inayotakiwa kutolewa viungo katika kesi hii inalinganishwa na uzito wa mashine.
Msongamano wa mchanga wa haraka ni mkubwa zaidi kuliko ule wa maji ya chini ya ardhi. Lakini huwezi kuogelea ndani yao. Kutokana na unyevu ulioongezeka, nafaka za mchanga huunda dutu ya viscous.
Jaribio lolote la kusonga husababisha upinzani wenye nguvu. Mchanga wa mchanga, ukisonga kwa kasi ya chini, hauna muda wa kujaza cavity ambayo huunda nyuma ya kitu kilichohamishwa. Utupu huundwa ndani yake. Inakuwa ngumu kwa kukabiliana na harakati za ghafla. Kusonga kwenye mchanga mwepesi kunawezekana tu ikiwa inafanywa vizuri sana na polepole.
Maji ya Newton ni dutu yoyote ya maji ambayo ina mnato wa mara kwa mara, bila ya mkazo wa nje unaofanya juu yake. Mfano mmoja ni maji. Kwa vinywaji visivyo vya Newtonian, mnato utabadilika na inategemea moja kwa moja kasi ya harakati.
Maji ya Newton ni nini?
Mifano ya maji ya Newton ni slurries, kusimamishwa, geli na colloids. Kipengele kikuu cha vitu vile ni kwamba viscosity kwao ni mara kwa mara na haibadilika kuhusiana na kiwango cha deformation.
Kiwango cha mkazo ni mkazo wa jamaa ambao umajimaji hupata unaposonga. Vimiminika vingi ni milinganyo ya Newtonian na Bernoulli ya mtiririko wa laminar na msukosuko inatumika kwao.
Kiwango cha mkazo
Vimiminika vinavyoweza kuguswa na mvuto ni viowevu zaidi. Kiwango cha shear au pengo kati ya dutu na kuta za chombo, kama sheria, haziathiri sana parameter hii na inaweza kupuuzwa. Thamani ya kiwango cha matatizo inajulikana kwa nyenzo zote na ni thamani iliyoonyeshwa kwenye jedwali.
Katika baadhi ya matukio, hata hivyo, inaweza kubadilika. Kwa mfano, ikiwa kioevu ni emulsion ambayo hutumiwa kwa filamu ya picha, hata makosa madogo yanaweza kusababisha kasoro na bidhaa ya mwisho haitakuwa nzuri kama inavyopaswa kuwa.
Vimiminika mbalimbali na mnato wao
Katika maji ya Newton, mnato haujitegemea kiwango cha shear. Hata hivyo, kwa baadhi yao, viscosity inatofautiana na wakati. Hii inaonyeshwa na mabadiliko ya shinikizo kwenye tank au bomba. Vimiminika vile huitwa dilatant au thixotropic.
Kwa vinywaji vilivyofichwa, mkazo wa shear huongezeka kila wakati, kwani mnato wao na ongezeko la kiwango cha shear vinahusiana. Kwa vinywaji vya thixotropic, vigezo hivi vinaweza kubadilika kwa machafuko. Kiwango cha matatizo hawezi kuongezeka kwa kasi kama viscosity inapungua. Kwa hiyo, kasi ya harakati ya chembe za suala inaweza kuongezeka, kupungua, au kubaki sawa. Yote inategemea aina ya kioevu. Hata hivyo, kiwango cha matatizo huelekea kupungua. Hii ina maana kwamba pia itapungua kwa kasi ya harakati ya dutu. Kwa maneno mengine, maji huanza na viscous, lakini mara tu inapoanza kusonga, inakuwa chini ya viscous. Hii inamaanisha kuwa nishati kidogo inahitajika kuisukuma.
Kupuuza nguvu ya gari la pampu ni jambo la kawaida. Thamani hii kwa kawaida huhesabiwa kwa mwendo. Katika mazoezi, motor yenye nguvu zaidi inahitajika ili kufanya dutu kusonga. Ketchup ni mfano mmoja wa jambo hili. Ndio maana inatubidi kuitingisha chupa ili ianze kutiririka. Mara tu mchakato umeanza, unaendelea kwa kasi zaidi.
Habari, marafiki! Karibu kwenye maabara yetu ya nyumbani!
Na kile ambacho majaribio ya vijana Artyom na Alexandra hawajafanya. Nao wakapika, na kupaka rangi, na kuvumbua. Lakini kila kitu haitoshi kwao! Na leo wavulana waliamua kufikiria jinsi ya kutengeneza maji yasiyo ya Newtonian nyumbani. Inawezekana?
Kama ilivyotokea, inawezekana kabisa. Ushahidi katika video hapa chini.
Maendeleo ya jaribio
Maelezo
Maji yasiyo ya Newtonian ni nini? Na kwa nini inaitwa hivyo?
Historia kidogo. Mwishoni mwa karne ya kumi na saba na mwanzo wa karne ya kumi na nane, aliishi mwanafizikia maarufu Isaac Newton huko Uingereza. Ni yeye aliyegundua sheria ya uvutano wa ulimwengu wote. Lakini hiyo si kuhusu hilo sasa.
Siku moja Newton alikuwa akielea kwenye mashua yake, ameketi kwenye makasia. Na, kwa kuwa Newton alikuwa mtu makini sana, aliona kwamba ukipiga makasia polepole na kwa makusudi, makasia yatapita kwenye maji kwa urahisi. Lakini ikiwa unatumia nguvu zaidi na kuanza kupiga makasia kwa kasi zaidi, basi makasia hupita kwenye maji magumu zaidi.
"Hii inawezaje kuwa?" alifikiria mwanafizikia. Alifikiria kwa muda mrefu, alifanya majaribio na mahesabu kadhaa, na matokeo yake akagundua sheria nyingine, ambayo kwa fomu yake rahisi inasikika kama hii:
Mnato wa kioevu huongezeka kwa uwiano wa nguvu inayotolewa juu yake.
Viscosity, kwa kuiweka kwa urahisi, ni uwezo wa kupinga. Unaweza kuhisi mali hii ya maji wakati wa kuoga kwenye bafu. Jaribu kutumbukiza mkono wako ndani ya maji polepole, maji hayatakupa upinzani wowote.
Na ikiwa unapiga uso wa maji kwa bidii, utasikia upinzani wake, na inaweza hata kuumiza kidogo, hivyo kuwa makini.
Je, inawezekana kushawishi maji kwa nguvu kiasi kwamba inakuwa karibu imara? Na labda hata kuhimili mtu? Kama katika video hii, kwa mfano.
Tunaona nini hapa? Mtu anakimbia juu ya maji. Haiwezekani kufikiria! Kubwa! Inaonekana inaendesha haraka sana na ina athari kali juu ya uso wa hifadhi kwamba kioevu kinakuwa na viscous kwamba kinajiruhusu kukataa.
Inavyoonekana, huu ni utani tu. Watu kwenye video hawakuwa wakitiririka kwenye maji, lakini kwenye njia ambazo walijificha chini ya maji.
Na kwa kweli kukimbia juu ya maji, mtu mwenye uzito wa kilo 74 na ukubwa wa mguu 42 anahitaji kukimbia kwa kasi ya 150 km / h!
Kwa kumbukumbu. Mwanamume mwenye kasi zaidi kwenye sayari ni Usain Bolt. Mwanariadha wa Jamaika. Kasi yake ya juu ni 37.578 km / h.
Kwa hivyo kukimbia juu ya maji ni kitu nje ya hadithi za kisayansi. Na hii inatumika si tu kwa maji, bali pia kwa maziwa au siagi. Ndiyo kwa vinywaji vyote vinavyotii sheria ya Newton.
Walakini, sio kila mtu anayetii sheria hii. Na maji kama haya "yasiyo yatawaliwa" huitwa yasiyo ya Newtonian. Na wavulana walitengeneza kioevu kama hicho, sawa na kamasi.
Haihitaji nguvu kubwa kufanya dutu inayosababishwa kuwa ngumu sana. Jitihada kidogo tu inatosha, na tayari anapinga kwa nguvu zake zote. Ni kwa sababu hii kwamba unaweza kukimbia kupitia maji yasiyo ya Newtonian. Usiniamini? Tazama video)
Inavutia, sivyo?
Kichocheo ni rahisi. Utahitaji wanga na maji, lakini sio moto, lakini baridi. Tuligundua kwa majaribio kwamba unahitaji kuweka wanga mara mbili ya maji. Unaweza kuongeza rangi kwa maji, na kisha kamasi yako pia itakuwa rangi.
Je, inawezekana kufanya bila wanga? Wanasema inawezekana, lakini hatujajaribu. Lakini mapishi yatakuwa kama hii:
Katika bakuli moja unahitaji kuchanganya ¾ kikombe cha maji na kikombe 1 cha gundi ya PVA.
Katika bakuli lingine, changanya ½ kikombe cha maji na 2 tbsp. vijiko vya borax.
Kisha kuchanganya ufumbuzi hizi mbili na kuchanganya.
Kukubaliana kuwa chaguo na wanga na maji ni rahisi zaidi. Na viungo vyote viko nyumbani, kwa mkono, au kwenye duka la karibu la mboga.
Maji yasiyo ya Newtonian hutumiwa wapi? Kuna mengi yao, ya kushangaza kama haya, hutumiwa sana katika tasnia anuwai. Katika sekta ya mafuta, kwa mfano, katika sekta ya kemikali au usindikaji. Vimiminika hivi vyote vimeundwa kwa njia ya bandia.
Lakini pia hutokea katika asili. Kwa mfano, kinamasi pia ni maji yasiyo ya Newtonian. Quicksand katika jangwa hufanya sawa na vinywaji kama hivyo; "hunyonya" ndani yao kila kitu kinachoanguka juu yao.
Kweli, baada ya kumaliza jaribio na kuzima kamera ya video, tuligundua kuwa na kioevu kama hicho cha kushangaza unaweza pia kufanya kwenye circus. Tazama video)
Ni hayo tu kwa leo, marafiki. Jaribu jaribio hili mwenyewe, linavutia sana)
Utapata majaribio zaidi na maji. Jumamosi ijayo, maabara yetu ya nyumbani itakufurahisha na jaribio jipya. Labda tutafanya theluji bandia. Usikose)
Wako, Artyom, Alexandra na Evgenia Klimkovich.
Habari!
Ngoja nimtambulishe kijana mtaalam Stas. Anapenda kufanya majaribio na kujifunza mambo mapya katika maabara yake ya nyumbani.
Leo, haswa kwa wasomaji wa Sayansi ya Burudani, atakuambia juu ya mali ya vinywaji visivyo vya Newton. Tafadhali upendo na heshima. Neno kwa Stas.
Kioevu kinapatikana kila mahali katika ulimwengu unaotuzunguka. Sifa za vinywaji zinajulikana kwa kila mtu, na mtu yeyote anayeingiliana nao anaweza, kwa kiwango kimoja au kingine, kutabiri jinsi kioevu chochote kitafanya katika hali fulani.
Liquids, mali ambayo tumezoea kuzingatia katika matumizi ya kila siku, kutii sheria ya Newton, inaitwa. Newtonian.
Maji ya Newton, maji ya mnato, umajimaji unaotii sheria ya Newton ya msuguano wa mnato katika mtiririko wake. .
Mwishoni mwa karne ya 17, mwanafizikia mkuu Newton aligundua kuwa kupiga makasia haraka ni ngumu zaidi kuliko ikiwa unafanya polepole. Na kisha akaunda sheria kulingana na ambayo mnato wa kioevu huongezeka kwa kadiri ya nguvu iliyowekwa juu yake.
usitii sheria za vinywaji vya kawaida, vinywaji hivi hubadilisha wiani na mnato wao wakati wa wazi kwa nguvu ya kimwili, si tu kwa nguvu ya mitambo, lakini hata kwa mawimbi ya sauti. Nguvu ya athari kwenye kioevu cha kawaida, kwa kasi itapita na kubadilisha sura yake. Ikiwa tunashawishi kioevu kisicho cha Newtonian na nguvu za mitambo, tutapata athari tofauti kabisa, kioevu kitaanza kuchukua mali ya vitu vikali na kuishi kama dhabiti, unganisho kati ya molekuli za kioevu utaongezeka kwa nguvu inayoongezeka. ya ushawishi juu yake. Mnato wa vimiminika visivyo vya Newton huongezeka kadri kasi ya mtiririko wa maji inavyopungua. Kwa kawaida, vimiminika vile ni tofauti sana na vinajumuisha molekuli kubwa zinazounda miundo tata ya anga.
Niliongozwa kusoma mada hii ya kupendeza kwa kutembelea maonyesho maarufu ya sayansi "Gusa Sayansi," ambapo moja ya majaribio yalitolewa kwa vimiminika visivyo vya Newton. Jaribio lilinivutia sana na nilitaka kujifunza zaidi kuhusu sifa za ajabu za vimiminika ambavyo vinakinzana na sheria za fizikia.
Huko nyumbani, sikuweza kurudia tu kile nilichokiona, lakini pia kujifunza jambo hili kwa undani zaidi, kufanya majaribio mengi ya ziada na kuja na njia zangu za kutumia kioevu hiki.
Moja ya majaribio niliyofanya ni majaribio ya maji ya wanga.
Kioevu kigumu.
Nilichukua sehemu sawa za wanga na maji na kuchanganya hadi laini na viscous. Baada ya hapo nilipata mchanganyiko sawa na cream ya sour.
Lakini tofauti kati ya mchanganyiko huu na kioevu cha kawaida ni kwamba inaweza kuwa imara na kioevu kwa wakati mmoja. Inapotumiwa vizuri, mchanganyiko huo ni kioevu, lakini ukiichukua mkononi mwako na kuifinya kwa nguvu, unaweza kuunda donge kutoka kwake, "mpira wa theluji," ambao "utayeyuka" mara moja.
Hitimisho: Ikiwa kioevu hiki kinakabiliwa na nguvu, hupata mali ya imara.
Unaweza hata kukimbia kwenye kioevu hiki, lakini ukipunguza kasi ya hatua, mtu mara moja huingia kwenye kioevu. 
Mali ya kioevu hiki hivi karibuni itatumika kwa ukarabati wa muda wa mashimo ya barabara.
Ni nini hufanyika kwa maji yasiyo ya Newtonian? 
Chembe za wanga huvimba katika maji na kuunda mawasiliano kwa namna ya molekuli zilizounganishwa kwa machafuko.
Viunganisho hivi vikali vinaitwa viungo. Chini ya athari kali, vifungo vikali haviruhusu molekuli kusonga, na mfumo humenyuka kwa mvuto wa nje kama chemchemi ya elastic. Kwa hatua ya polepole, ndoano zina wakati wa kunyoosha na kufuta. Mesh huvunjika na molekuli hutawanyika.
Wanasayansi wachanga, wazazi wapendwa, waliheshimu babu na babu. Leo Stas ilionyesha na kukuambia kuhusu kioevu isiyo ya kawaida ambayo ina mali ya kushangaza na inaweza kuitwa "kioevu imara". Uliipenda? Kisha nenda kwenye sehemu ya "Majaribio". Huko utapata majaribio, hila na majaribio kwa kupenda kwako. Wale ambao unaweza kutengeneza nyumbani na kushangaza kila mtu. Na kwa ajili yako na watoto wako, tumefungua sehemu mpya "PocheMuk". Ndani yake tunajibu maswali ya kisayansi ya kuvutia zaidi na ya hila - tuandikie.
Ninatazamia kwa hamu maoni na picha zako za majaribio!
Stadi zako
Njoo kwenye Maabara yangu!
Inaonekana kwamba watoto wa kisasa hawawezi tena kushangazwa na chochote. Vifaa vya kuchezea vilivyo na kazi nyingi hutofautiana na zile ambazo wazazi wao walikuwa nazo utotoni, kama mashua ya kisasa kutoka kwa mashua ya mbao.
Lakini hivi karibuni, wazazi wanalipa kipaumbele zaidi na zaidi kwa nini hii au mchezo huo hutoa katika suala la maendeleo. Baadhi yao hukuruhusu kuchunguza ulimwengu, kukuza watoto kiakili na kimwili.
Na ikiwa, kwa kuongeza, mchezo kama huo unaweza kufanywa kwa kujitegemea na ushiriki wa mtoto, basi hii ni pamoja na kubwa. Unaweza kupata toys nyingi kama hizo kwenye mtandao. Moja ya rahisi na ya kuvutia zaidi ni kinachojulikana maji yasiyo ya Newtonian. Hivyo jinsi ya kufanya hivyo nyumbani na nini kinachohitajika kwa hili?
Je, ni maji yasiyo ya Newtonian
Kabla ya kuendelea na jibu la swali: "Jinsi ya kutengeneza maji yasiyo ya Newtonian nyumbani na mikono yako mwenyewe?" - haitaumiza kuelewa ni nini na jinsi inavyofanya kazi.
Maji yasiyo ya Newtonian ni aina ya dutu ambayo hutenda tofauti kwa kasi tofauti ya hatua ya mitambo juu yake. Ikiwa kasi ya ushawishi wa nje juu yake ni ndogo, basi inaonyesha ishara za kioevu cha kawaida. Na ikiwa inachukuliwa kwa kasi ya juu, basi inafanana na sifa za mwili imara.
Faida za mchezo kama huu wa burudani ni pamoja na:
- Uwezekano na urahisi wa kujitegemea uzalishaji.
- Gharama ya chini na upatikanaji wa viungo.
- Fursa za utambuzi kwa watoto.
- Rafiki wa mazingira (tofauti na michezo mingine ya plastiki, haina vitu vyenye madhara, na muundo unajulikana kwako mapema).
Burudani na Elimu
Ni nini kinachoweza kuwa bora kuliko kufanya kitu cha kuvutia na kisicho kawaida na mtoto wako? Kwa kuongezea, shughuli hii itakuwa muhimu sio tu kwa watoto, bali pia kwa watu wazima. Urahisi wa jinsi ya kutengeneza maji yasiyo ya Newtonian nyumbani hukuruhusu kuunda furaha ya kupendeza katika dakika chache tu. Matokeo yake ni mchezo ambao utavutia familia nzima. Kwa kuongeza, inakuza ujuzi wa magari ya mikono kwa watoto.
Ikiwa utapiga maji yasiyo ya Newton haraka, itakuwa kama mwili imara, na utahisi elasticity yake. Ikiwa unapunguza polepole mkono wako ndani yake, hautakutana na kikwazo chochote, na utahisi kuwa ni maji.
Upande mwingine mzuri ni maendeleo ya mawazo. Inapofunuliwa na aina tofauti za kioevu, ina tabia ya kuvutia sana. Ikiwa chombo kilicho na hiyo kimewekwa kwenye uso wa vibrating au tu kutikiswa haraka, huanza kuchukua maumbo ya kawaida sana.
Usisahau kuhusu faida za elimu. Kioevu kama hicho kinaruhusu mtu kusoma kwa vitendo misingi rahisi zaidi ya fizikia - mali ya miili thabiti na kioevu.
Jinsi ya kutengeneza maji yasiyo ya Newton nyumbani: njia mbili
Mchanganyiko wa mchanganyiko huathiri moja kwa moja mali zake. Kwa hivyo, unapaswa kujua jinsi ya kutengeneza maji yasiyo ya Newton nyumbani. Kichocheo ni rahisi sana. Ina viungo viwili tu - maji na wanga. Kiungo cha mwisho kinaweza kuwa mahindi au viazi. Maji yanapaswa kuwa baridi. Kila kitu kinachanganywa kabisa. Kila kitu kiko tayari!
Kwa hali ya kioevu zaidi ya mchanganyiko, chukua uwiano wa 1: 1 wa maji na wanga. Kwa ngumu zaidi - 1: 2. Ikiwa inataka, unaweza kuongeza rangi ya chakula ndani yake, basi mchanganyiko utakuwa mkali.
Jinsi ya kufanya kioevu isiyo ya Newtonian nyumbani bila wanga? Kichocheo hiki ni ngumu zaidi, lakini ni sawa na ile iliyopita. Kwanza, maji na gundi ya kawaida ya PVA huchanganywa kwa uwiano wa 0.75: 1. Maji yanachanganywa tofauti na kiasi kidogo cha borax. Baada ya hayo, nyimbo zote mbili huchanganywa na kuchanganywa vizuri.
Njia zote mbili hufanya iwezekanavyo kupata maji yasiyo ya Newtonian, lakini ya kwanza ni rahisi zaidi na ni maarufu zaidi.
Maji na wanga zaidi...
Kujua jinsi ya kufanya kioevu isiyo ya Newtonian nyumbani, unaweza, kwa kuongeza uwiano, kufanya kiasi cha kutosha cha mchanganyiko huo na kuijaza, kwa mfano, na bwawa la watoto wadogo. Kina cha sentimita 15-25 kitatosha. Kisha unaweza kuruka, kukimbia, kucheza kwenye uso wa kioevu hiki bila kuanguka. Lakini ukiacha, mara moja hutumbukia ndani yake. Hii ni burudani nzuri kwa watu wazima na watoto.
Huko Malaysia, bwawa zima la kuogelea lilijazwa maji yasiyo ya Newtonian. Eneo hili mara moja likawa maarufu sana. Watu wa rika zote wanaburudika huko.