...muhteşem bir malzeme
özellikleri: hafif yükler altında yumuşaktır
ve elastiktir ve büyüdüğünde
sert ve çok elastik.
Tek bir kişi bile kendisini çevreleyen ve içinde yaşadığı gerçek maddi dünyadan kaçamaz. Doğa, günlük yaşam, teknoloji ve bizi çevreleyen ve içimizde olup biten her şey, tek tip köken ve gelişim yasalarına - FİZİK yasalarına - tabidir.
Doğa, bir kişinin aktif bir gözlemci, yaratıcı olması gereken, ancak doğanın kölesi olmaması, gözlemlediği doğal olayları en azından yaklaşık olarak açıklayamaması gereken gerçek bir fiziksel laboratuvardır. Doğumdan itibaren her insan kendisini çevreleyen maddelere aşina olur; büyüdükçe kişi farklı türdeki sıvıları gazlardan veya katılardan ayırmaya başlar ve maddelerin hangi ayırt edici özelliklere sahip olduğunu anlar. Küçük yaşta çocuk bu ilginç işaretler üzerinde fazla düşünmez, suyun neden sıvı, karın ise katı olduğunu anlamaz... İnsan yaşlandıkça bilgi alanı genişler, derinleşir. şeylerin özünü anlar. Dolayısıyla, her insanın sıvı kavramından sadece süt veya suyu anlayacağı bir an gelir; diğer herhangi bir madde türü gibi sıvının da kendi sınıflandırmasına ve temel özelliklerine sahip olduğunu anlayacaktır. Bir sıvının onu diğer toplanma durumlarından ayıran ana özelliği, hacmini pratik olarak korurken, isteğe bağlı olarak küçük olsa bile, teğet mekanik gerilimlerin etkisi altında şeklini süresiz olarak değiştirebilme yeteneğidir. Sıvı hal genellikle katı ile gaz arasında bir ara madde olarak kabul edilir: Gaz ne hacmi ne de şekli korur, ancak katı her ikisini de korur. Sıvılar ideal ve gerçek olarak ikiye ayrılır. İdeal - mutlak hareketliliğe sahip viskoz olmayan sıvılar, yani. sürtünme kuvvetlerinin ve teğetsel gerilimlerin olmaması ve mutlak değişmezlik. Sıkıştırılabilirliğe, dirence, çekme ve kesme kuvvetlerine ve yeterli hareketliliğe sahip gerçek viskoz sıvılar; sürtünme kuvvetlerinin ve teğetsel gerilimlerin varlığı.
Projenin alaka düzeyi:
Etrafımız büyük miktarda sıvıyla çevrili. Sıvı bizi her yerde ve her zaman çevreler. İnsanlar sıvıdan yapılmıştır, su bize hayat verir, sudan geldik ve her zaman suya döneceğiz. Sıvı kullanımına her zaman rastlıyoruz: Çay içiyoruz, ellerimizi yıkıyoruz, arabaya benzin döküyoruz, tavaya yağ döküyoruz. Sıvının temel özelliği mekanik stres altında şeklini değiştirebilmesidir.
Ancak tüm sıvıların her zamanki gibi davranmadığı ortaya çıktı. Bunlara Newtonyen olmayan akışkanlar denir. Bu tür sıvıların olağandışı özellikleriyle ilgilenmeye başladık ve çeşitli deneyler yaptık.
Hipotez:
Newtonyen olmayan sıvıların bazı fiziksel özelliklerini açıkça görebileceğiniz deneyler yapın.
Proje hedefleri:
Newtonyen olmayan bir sıvı elde edin
Newtonyen olmayan akışkanın bazı fiziksel özelliklerini inceleyin
Proje hedefleri:
Newtonyen olmayan akışkan hakkında teorik materyal toplayın
Newtonyen olmayan sıvıların bazı fiziksel özelliklerini (yoğunluk, kaynama noktası, kristalleşme sıcaklığı) deneysel olarak inceleyin
Newtonyen olmayan akışkanların uygulama kapsamını öğrenin
Araştırma yöntemleri:
Gözlem
Teorik materyallerin incelenmesi
Deneyler yapmak
Analiz
Teorik kısım
Sıvı maddenin hallerinden biridir. Bu tür üç durum vardır ve bunlara toplu durumlar da denir: gaz, sıvı ve katı. Bir madde, hacmini korurken, dış etki altında şeklini sınırsız olarak değiştirme özelliğine sahipse sıvı olarak adlandırılır.
Sıvı hal genellikle bir katı ile bir gaz arasında bir ara madde olarak kabul edilir: bir gaz ne hacmi ne de şekli korur, ancak bir katı her ikisini de korur. Sıvılar ideal veya gerçek olabilir. İdeal - mutlak hareketliliğe sahip viskoz olmayan sıvılar, yani. sürtünme kuvvetlerinin ve teğetsel gerilmelerin yokluğu ve dış kuvvetlerin etkisi altında hacmin mutlak değişmezliği. Sıkıştırılabilirliğe, dirence, çekme ve kesme kuvvetlerine ve yeterli hareketliliğe sahip gerçek viskoz sıvılar; sürtünme kuvvetlerinin ve teğetsel gerilmelerin varlığı. Gerçek akışkanlar Newton tipi olabilir veya Newton tipi olmayan olabilir.
Newton tipi akışkanlar homojen akışkanlardır. Newton akışkanı su, yağ ve günlük kullanımda alışık olduğumuz akışkan maddelerin çoğu, yani ne yaparsanız yapın toplanma durumunu koruyan maddelerdir (tabii ki buharlaşma veya donmadan bahsetmiyorsak) .
Başka bir şey Newtonyen olmayan akışkanlardır. Onların tuhaflığı, akışkan özelliklerinin akımın hızına bağlı olarak dalgalanması gerçeğinde yatmaktadır.
17. yüzyılın sonunda, büyük fizikçi Newton, kürekleri hızlı bir şekilde çekmenin, yavaş yavaş yapmaya göre çok daha zor olduğunu fark etti. Daha sonra bir sıvının viskozitesinin, üzerine uygulanan kuvvetle orantılı olarak arttığını söyleyen bir yasa formüle etti. Newton, Güneş'i su içinde temsil eden bir silindiri döndürerek güneş sistemindeki gezegenlerin hareketini simüle etmeye çalıştığında sıvıların akışını incelemeye başladı. Gözlemlerinde, silindirin dönüşü korunursa yavaş yavaş sıvının tüm kütlesine iletildiğini tespit etti. Daha sonra sıvıların bu tür özelliklerini tanımlamak için eşit derecede yaygınlaşan "iç sürtünme" ve "viskozite" terimleri kullanılmaya başlandı. Tarihsel olarak Newton'un bu çalışmaları viskozite ve reoloji çalışmalarının temelini attı.
Örneğin sıvı heterojen olduğunda, karmaşık uzaysal yapılar oluşturan büyük moleküllerden oluştuğunda, akışı sırasında viskozite hız gradyanına bağlıdır. Bu tür akışkanlara Newtonyen olmayan denir. Newtonyen olmayan veya anormal, akışı Newton kanununa uymayan akışkanlardır. Hidrolik açıdan anormal olan bu tür birçok sıvı vardır. Petrol, kimya, işleme ve diğer endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadırlar.
Newtonyen olmayan sıvılar sıradan sıvıların kanunlarına uymazlar; bu sıvılar fiziksel kuvvete, yalnızca mekanik etkiye değil, ses dalgalarına ve elektromanyetik alanlara da maruz kaldıklarında yoğunluklarını ve viskozitelerini değiştirirler. Sıradan bir sıvıya mekanik olarak etki ederseniz, üzerindeki etki ne kadar büyük olursa, sıvının düzlemleri arasındaki kayma o kadar büyük olur, başka bir deyişle sıvı üzerindeki etki ne kadar güçlü olursa, o kadar hızlı akacak ve şeklini değiştirecektir. Newtonyen olmayan bir sıvıya mekanik kuvvetlerle etki edersek tamamen farklı bir etki elde edeceğiz, sıvı katıların özelliklerini almaya başlayacak ve katı gibi davranacak, sıvının molekülleri arasındaki bağlantı arttıkça artacaktır. Bunun sonucunda bu tür sıvıların katmanlarını hareket ettirmenin fiziksel zorluğuyla karşı karşıya kalacağız. Newtonyen olmayan sıvıların viskozitesi, sıvı akış hızı azaldıkça artar.
Deneysel kısım
Pratik kısımda çeşitli deneyler yaptık.
Deney No. 1 “Newtonyen olmayan bir sıvının elde edilmesi”
Amaç: Newtonyen olmayan bir sıvı elde etmek ve normal koşullar altında nasıl davrandığını kontrol etmek.
Ekipman: su, nişasta, kase.
Deneyin ilerleyişi:
1 Bir kase su ve nişastayı alın. Maddenin eşit kısımlarını karıştırdık.
2 Sonuç beyaz bir sıvıdır.
Hızlı karıştırırsanız direnç hissettiğinizi, ancak daha yavaş karıştırırsanız hissetmediğinizi fark ettik. Ortaya çıkan sıvıyı elinize döküp top haline getirmeye çalışabilirsiniz. Sıvıya etki ettiğimizde, topu yuvarlarken elimizde katı bir sıvı topu olacak ve ona ne kadar hızlı ve güçlü hareket edersek topumuz o kadar yoğun ve sert olacaktır. Elimizi açtığımız anda şimdiye kadar sert olan top hemen elimize yayılacaktır. Bunun nedeni, üzerindeki etkinin sona ermesinden sonra sıvının tekrar sıvı fazın özelliklerini alması olacaktır.
Deney No. 2 “Newtonyen olmayan sıvıların bazı fiziksel özelliklerinin incelenmesi”
Özellikleri incelemek için önceki bir deneyde elde edilen nişasta ve su, duş jeli ve ayçiçek yağı karışımını aldık.
Bu deneyin amacı: Bu sıvıların yoğunluğunu, kaynama noktasını ve kristalleşme sıcaklığını deneysel olarak belirlemek.
Deneyler sonucunda aşağıdaki verileri elde ettik:
Deney No. 3 “Manyetik alanların Newton olmayan bir sıvı üzerindeki etkisinin incelenmesi”
Ferrofluid ile yapılan deneyler internette videolar şeklinde yaygın olarak dağıtılmaktadır. Gerçek şu ki, bu tür bir sıvı, bir mıknatısın etkisi altında belirli hareketler yapıyor ve bu da deneyleri çok muhteşem kılıyor.
Ferromanyetik sıvı evde kendi ellerinizle yapılabilir. Bunu yapmak için, yağın (motor yağı, ayçiçek yağı vb. uygundur) yanı sıra lazer yazıcı için toner (toz halindeki bir madde) alacağız. Şimdi her iki malzemeyi de ekşi krema kıvamına gelene kadar karıştırın.
Etkinin maksimum olması için, elde edilen karışımı karıştırmayı unutmadan su banyosunda yaklaşık yarım saat ısıtın.
Ferromanyetik sıvı (ferrosıvı), manyetik alanın etkisi altında güçlü bir şekilde polarize olan bir sıvıdır. Basitçe söylemek gerekirse, sıradan bir mıknatısı bu sıvıya yaklaştırdığınızda belirli hareketler üretir, örneğin kirpi gibi olur, tümsekle ayağa kalkar vb.
Bir oyuncak yapmak - balçık
İlk slime oyuncağı 1976 yılında Mattel tarafından yapılmıştır. Slime oyuncağı, hem akışkanlığı, esnekliği hem de sürekli dönüşme yeteneği gibi komik özellikleri nedeniyle popülerlik kazandı. Newtonyen olmayan bir sıvının özelliklerine sahip olan sümük oyuncağı, kısa sürede çocuklar ve yetişkinler arasında inanılmaz derecede popüler hale geldi. Slime her yerden satın alınamıyordu ama kısa sürede evde komik bir oyuncak yapmayı öğrendiler.
Kendi ellerinizle ve evde balçık yapmak orijinal tariften farklıdır. Bu nedenle daha erişilebilir maddeler kullanacağız:
1. PVA tutkalı. Beyaz, tercihen taze tutkal herhangi bir ofis malzemesinden veya hırdavatçıdan satın alınabilir. Lizun için yaklaşık 100 gramlık normal bir bardak yapıştırıcının yaklaşık yarısına ihtiyacımız olacak.
2. Su – en sıradan musluk suyu. İstenirse oda sıcaklığında kaynatılabilir. Biraz daha bardağa ihtiyacınız olacak.
3. Sodyum tetraborat, boraks veya boraks. Eczaneden% 4'lük bir çözelti halinde satın alınabilir.
4. Gıda boyası veya birkaç damla parlak yeşil. Orijinal slime yeşildir ve parlak yeşil, renklendirici madde olarak mükemmeldir.
5. Ölçü kabı, alet ve karıştırma çubuğu. Çubuk olarak bir kalem, kaşık veya başka uygun bir nesneyi alabilirsiniz.
Slime oluşturma sürecine geçelim:
Bir yemek kaşığı boraksı bir bardak suda eritin.
- Başka bir kapta çeyrek bardak su ve çeyrek bardak tutkalı homojen bir karışım haline getirin. İstenirse oraya boya ekleyin.
- Yapıştırıcı karışımını karıştırırken yavaş yavaş yaklaşık yarım bardak boraks çözeltisi ekleyin. Jöle benzeri homojen bir kütle elde edilene kadar karıştırın.
-Sonucu kontrol edelim: Koyulaşan madde aslında bir slime oyuncağıdır. Masanın üzerine koyup ezebilir ve tüm orijinal özelliklerini kontrol edebilirsiniz.
Newtonyen olmayan akışkanların uygulamaları
İşin garibi, bu sıvılar dünyada çok popüler. Newtonyen olmayan akışkanlar incelenirken ilk önce onların viskozitesi incelenir. Viskozite ve bunun nasıl ölçüleceği ve sürdürüleceği hakkında bilgi, tıp, teknoloji, yemek pişirme ve kozmetik üretiminde yardımcı olur.
Kozmetolojide uygulama
Kozmetik şirketleri, müşterilerin sevdiği mükemmel viskozite dengesini bularak büyük karlar elde ediyor.
Kozmetiklerin cilde yapışmasını sağlamak için sıvı fondöten, dudak parlatıcısı, göz kalemi, maskara, losyon veya oje olsun, viskoz hale getirilirler. Her ürünün viskozitesi, amaçlandığı amaca bağlı olarak ayrı ayrı seçilir. Örneğin dudak parlatıcısı dudaklarda uzun süre kalacak kadar viskoz olmalı, ancak çok viskoz olmamalıdır, aksi takdirde onu kullananlar dudaklarında hoş olmayan bir yapışkanlık hissedecektir. Kozmetiklerin seri üretiminde viskozite değiştiriciler adı verilen özel maddeler kullanılmaktadır. Ev kozmetiğinde aynı amaçla çeşitli yağlar ve balmumu kullanılır.
Duş jellerinde viskozite, kiri temizlemeye yetecek kadar uzun süre vücutta kalacak, ancak gereğinden fazla olmayacak şekilde ayarlanır, aksi takdirde kişi kendini tekrar kirlenmiş hissedecektir. Tipik olarak bitmiş kozmetik ürünün viskozitesi, viskozite değiştiricilerin eklenmesiyle yapay olarak değiştirilir.
En yüksek viskozite merhemler içindir. Kremlerin viskozitesi daha düşüktür ve losyonlar en az viskozdur. Bu sayede losyonlar, merhem ve kremlere göre daha ince bir tabaka halinde ciltte kalır ve cilt üzerinde canlandırıcı bir etki yaratır. Daha viskoz kozmetiklerle karşılaştırıldığında yaz aylarında bile kullanımı keyiflidir, ancak ciltte uzun süre kalmadıkları için daha sert ovalanmaları ve daha sık yeniden uygulanmaları gerekir. Kremler ve merhemler ciltte losyonlara göre daha uzun süre kalır ve daha nemlendiricidir. Havada daha az nem olduğunda kışın kullanmak özellikle iyidir. Soğuk havalarda cilt kuruyup çatladığında, vücut yağı gibi ürünler merhem ile krem karışımıdır. Merhemlerin emilmesi ve cildi yağlı bırakması çok daha uzun sürer, ancak vücutta çok daha uzun süre kalırlar. Bu nedenle tıpta sıklıkla kullanılırlar.
Alıcının bir kozmetik ürünün viskozitesini beğenip beğenmemesi, gelecekte bu ürünü seçip seçmeyeceğini çoğu zaman belirler. Bu nedenle kozmetik üreticileri, çoğu alıcının ilgisini çekecek optimum viskoziteyi elde etmek için çok çaba harcıyor. Aynı üretici genellikle duş jeli gibi aynı amaca yönelik, farklı versiyonlarda ve farklı viskozitelerde bir ürün üretir, böylece tüketicilere seçim hakkı verilir. Üretim sırasında viskozitenin standartları karşıladığından emin olmak için tarife sıkı sıkıya uyulur.
Yemek pişirmede kullanın
Yemeklerin sunumunu iyileştirmek, yemeği daha iştah açıcı hale getirmek ve yemeyi kolaylaştırmak için pişirme işleminde viskoz gıda ürünleri kullanılmaktadır.
Soslar gibi yüksek viskoziteye sahip ürünlerin ekmek gibi diğer ürünlere sürülmesi çok uygundur. Ayrıca yiyecek katmanlarını yerinde tutmak için de kullanılırlar. Bu amaçlar için bir sandviçte tereyağı, margarin veya mayonez kullanılır - o zaman peynir, et, balık veya sebzeler ekmeğin üzerinden kaymaz. Salatalarda, özellikle çok katmanlılarda, bu salataların şeklini korumasına yardımcı olmak için mayonez ve diğer viskoz soslar da sıklıkla kullanılır. Bu tür salataların en ünlü örnekleri kürk manto altında ringa balığı ve Olivier salatasıdır. Mayonez veya diğer viskoz soslar yerine zeytinyağı kullanırsanız sebzeler ve diğer yiyecekler şeklini korumaz.
Şeklini koruyabilen viskoz ürünler aynı zamanda tabakları süslemek için de kullanılıyor. Örneğin fotoğraftaki yoğurt veya mayonez hem kendisine verilen şekli koruyor hem de üzerine konulan süslemelere destek oluyor.
Tıpta uygulama
Tıpta, yüksek viskozite bir takım sağlık sorunlarına katkıda bulunduğundan, kan viskozitesini belirleyebilmek ve kontrol edebilmek gereklidir. Normal viskozitedeki kanla karşılaştırıldığında, kalın ve viskoz kan, kan damarlarında iyi hareket etmez, bu da besinlerin ve oksijenin organlara, dokulara ve hatta beyne akışını sınırlar. Dokular yeterli oksijen almazsa ölürler, dolayısıyla yüksek viskoziteli kan hem dokulara hem de iç organlara zarar verebilir. Vücudun sadece oksijene en çok ihtiyaç duyan kısımları değil, aynı zamanda kanın ulaşması en uzun süren kısımlar, yani ekstremiteler, özellikle el ve ayak parmakları da zarar görür. Örneğin donma durumunda kan daha viskoz hale gelir, kollara ve bacaklara, özellikle parmak dokusuna yetersiz oksijen taşır ve ciddi vakalarda doku ölümü meydana gelir. Böyle bir durumda parmakların ve bazen de uzuvların bir kısmının kesilmesi gerekebilir.
Teknolojide uygulama
Otomotiv endüstrisinde Newtonian olmayan sıvılar kullanılır; Newtonian olmayan sıvılara dayanan sentetik motor yağları, motor hızı arttıkça viskozitelerini onlarca kat azaltırken motorlardaki sürtünmeyi azaltır.
Sonuç ve sonuçlar
Yapılan çalışma sonucunda teorik bilgi kaynaklarının bir incelemesi yapılmıştır. Newtonyen olmayan sıvılarla bir dizi deney yapıldı, yoğunluk hesaplandı ve Newtonyen olmayan sıvıların kaynama ve kristalleşme sıcaklıkları belirlendi.
Deneylerin sonuçlarına dayanarak, aşağıdaki sonuçlar çıkarılabilir:
1. Newtonyen olmayan bir sıvıyı hızlı bir şekilde karıştırırsak direnç hissedilir, ancak daha yavaşsa hayır. Böyle bir sıvı hızlı hareket ettiğinde katı gibi davranır.
2. Sıcaklık değiştiğinde sıvının yoğunluğu da değişir.
Etrafımızda pek çok şaşırtıcı şey var ve Newtonyen olmayan akışkan bunun en önemli örneğidir. Umarız şaşırtıcı özelliklerini açıkça gösterebilmişizdir.
Çalışmanın sonuçlarına göre verilen tüm görevler tamamlandı ve planlanan tüm deneyler gerçekleştirildi. Deneyler ve sunum yaptığımız işin amacını ortaya koydu.
Edebiyat
Öğretim materyalleri:
1. A.V. Peryshkin. Fizik 7. sınıf, Bustard, Moskova 2008
2. Zarembo L.K., Bolotovsky B.M., Stakhanov I.P. ve diğerleri. Modern fizik hakkında okul çocukları. Aydınlanma, 2006
3. Kabardin O.F., Fizik, referans materyalleri, Eğitim, 1988
Çalışma tamamlandı:
Skibin İlya, 9. sınıf öğrencisi
Kharitonov Vadim, 9. sınıf öğrencisi
Süpervizör:
Gievskaya Lyudmila Ivanovna
fizik öğretmeni
Belediye devlet eğitim kurumu
Novokalitvenskaya orta öğretim okulu
Rossoshansky belediye bölgesi
Voronej bölgesi
Etrafta dolaşsanız bile veya . Suya, yağa veya süte hangi kuvvet etki ederse etsin, karıştırma, dökme veya diğer fiziksel etkilerle sıvı hallerini koruyacaklardır.
Başka bir şey Newtoncu değildir. Onların özelliği, sıvılarının akımın hızına bağlı olarak dalgalanması gerçeğinde yatmaktadır. Newtonyen olmayan sıvı suyun yenilebilir patates/mısır nişastasıyla karıştırılmasıyla kolayca elde edilir.
Kaynaklar:
- Newtonyen olmayan sıvı nasıl yapılır
Sıradan sıvılar yayılır, parlar ve kolaylıkla geçirgendir. Ancak dikey pozisyon alabilen ve hatta bir kişinin ağırlığına dayanabilen maddeler de var. Bunlara Newtonyen olmayan akışkanlar denir.
Viskozitesi değişken ve deformasyon hızına bağlı olan emülsiyonlar vardır. Hidrolik kanunlarına aykırı özelliklere sahip birçok süspansiyon geliştirilmiştir. Kimya, işleme, petrol ve modern endüstrinin diğer dallarında kullanımları yaygınlaşmıştır.
Bunlara kanalizasyon çamuru, diş macunu, sıvı sabun, sondaj sıvıları vb. dahildir. Genellikle bu karışımlar heterojendir. Karmaşık uzaysal yapılar oluşturabilen büyük moleküller içerirler. Patates veya mısır nişastasıyla hazırlananlar istisnadır.
Newtonyen olmayan sıvının evde hazırlanması
Bir emülsiyon oluşturmak için suya ihtiyacınız olacak. Genellikle bileşenler eşit parçalar halinde kullanılır, ancak bazen oran su lehine 1:3 olur. Karıştırdıktan sonra ortaya çıkan sıvı, jöleye benzer kıvamdadır ve ilginç özelliklere sahiptir.Bir nesneyi yavaş yavaş emülsiyonlu bir kaba koyarsanız sonuç, nesnenin boyaya batırılmasına benzer olacaktır. Karışımı iyice sallayıp yumruğunuzla vurduğunuzda, özelliklerindeki değişiklikleri fark edebilirsiniz. El sanki katı bir maddeyle çarpışmış gibi geri tepecektir.
Büyük bir yükseklikten dökülen emülsiyon, yüzeyle temas halinde topaklar halinde birikir. Akışın başlangıcında sıradan bir sıvı gibi akacaktır. Başka bir deney, elinizi yavaşça kompozisyonun içine sokmak ve parmaklarınızı keskin bir şekilde sıkmaktır. Aralarında sert bir tabaka oluşur.
Elinizi bileğe kadar süspansiyona yerleştirip keskin bir şekilde dışarı çekmeyi deneyebilirsiniz. Emülsiyonun bulunduğu kabın elinizle yükselme ihtimali çok yüksektir.
Bir balçık oluşturmak için Newtonyen olmayan bir sıvının özelliklerini kullanma
İlki 1976'da yaratıldı. Olağandışı özellikleri nedeniyle büyük bir popülerlik kazandı. Slime aynı zamanda esnekti, akışkandı ve sürekli dönüşme yeteneğine sahipti. Bu nitelikler yetişkinler arasında oyuncağa olan talebi çok büyük hale getirdi.Bataklık kumu - Newtonyen olmayan çöl sıvısı
Kum tanelerinin alışılmadık konfigürasyonu nedeniyle gece boyunca katı ve sıvı özelliklerine sahiptirler. Bataklığın altında bulunan su akışı, dibe doğru dolaşan gezginin kütlesi yapıyı çökertene kadar gevşek bir kum taneleri tabakasını yukarı kaldırır.Kum yeniden dağıtılır ve kişiyi emmeye başlar. Kendi başınıza dışarı çıkma girişimleri, bacaklarınızı devasa bir güçle geriye çekerek ince havaya yol açar. Bu durumda uzuvları serbest bırakmak için gereken kuvvet, makinenin ağırlığıyla karşılaştırılabilir.
Bataklığın yoğunluğu yeraltı suyundan daha fazladır. Ama onlarla yüzemezsin. Artan nem nedeniyle kum taneleri viskoz bir madde oluşturur.
Herhangi bir hareket etme girişimi güçlü bir muhalefete neden olur. Düşük hızda hareket eden kum kütlesinin, yerinden çıkan nesnenin arkasında oluşan boşluğu dolduracak zamanı yoktur. İçinde bir boşluk oluşur. Ani hareketlere tepki olarak sertleşir. Bataklık kumunda hareket etmek ancak çok düzgün ve yavaş yapılırsa mümkündür.
Newton tipi bir sıvı, kendisine etki eden dış stresten bağımsız olarak sabit bir viskoziteye sahip olan herhangi bir sıvı maddedir. Bir örnek sudur. Newtonyen olmayan sıvılar için viskozite değişecektir ve doğrudan hareket hızına bağlıdır.
Newton tipi akışkanlar nelerdir?
Newton tipi akışkanların örnekleri bulamaçlar, süspansiyonlar, jeller ve kolloidlerdir. Bu tür maddelerin temel özelliği, viskozitelerinin sabit olması ve deformasyon hızına göre değişmemesidir.
Gerinim hızı, bir akışkanın hareket ederken yaşadığı bağıl strestir. Akışkanların çoğu Newton tipidir ve laminer akışlar için Bernoulli denklemleri bunlara uygulanabilir.
Gerinim oranı
Kaymaya duyarlı akışkanlar daha akışkandır. Kayma hızı veya madde ile kabın duvarları arasındaki boşluk, kural olarak bu parametreyi büyük ölçüde etkilemez ve ihmal edilebilir. Gerinim oranı değeri tüm malzemeler için bilinir ve tablo halinde verilen bir değerdir.
Ancak bazı durumlarda durum değişebilir. Örneğin sıvı, fotoğraf filmine uygulanan bir emülsiyon ise, küçük kusurlar bile lekelere neden olabilir ve nihai ürün istenilen kalitede olmayacaktır.
Çeşitli sıvılar ve viskoziteleri
Newton tipi akışkanlarda viskozite kayma hızından bağımsızdır. Ancak bazılarının viskozitesi zamanla değişir. Bu, tank veya borudaki basınçtaki değişikliklerle kendini gösterir. Bu tür sıvılara dilatant veya tiksotropik denir.
Gizli sıvılar için, viskoziteleri ve kayma hızındaki artış birbiriyle ilişkili olduğundan kayma gerilimi her zaman artar. Tiksotropik sıvılar için bu parametreler düzensiz bir şekilde değişebilir. Viskozite azaldıkça gerinim hızı hızla artamaz. Dolayısıyla madde parçacıklarının hareket hızları artabilir, azalabilir veya aynı kalabilir. Her şey sıvının türüne bağlıdır. Ancak gerilme oranı azalma eğilimindedir. Bu da maddenin hareket hızıyla birlikte azalacağı anlamına gelir. Başka bir deyişle, sıvı başlangıçta viskozdur, ancak hareket etmeye başladığında daha az viskoz hale gelir. Bu, pompalamak için daha az enerjiye ihtiyaç duyulduğu anlamına gelir.
Pompa motor gücünün ihmal edilmesi bir olgudur. Bu değer genellikle hareket halindeyken hesaplanır. Uygulamada maddenin hareket etmesi için çok daha güçlü bir motora ihtiyaç vardır. Ketçap bu olgunun bir örneğidir. Bu yüzden akmaya başlaması için şişeyi sallamamız gerekiyor. Süreç başladıktan sonra daha hızlı ilerler.
Merhaba arkadaşlar! Ev laboratuvarımıza hoş geldiniz!
Ve genç deneyciler Artyom ve Alexandra'nın yapmadığı şey. Ve pişirdiler, boyadılar ve icat ettiler. Ama bu onlara yetmiyor! Ve bugün çocuklar evde Newtonyen olmayan bir sıvının nasıl yapılacağını bulmaya karar verdiler. Bu mümkün mü?
Görünüşe göre bu oldukça mümkün. Aşağıdaki videoda kanıtı.
Deneyin ilerleyişi
Açıklama
Newtonyen olmayan sıvı nedir? Ve neden buna böyle deniyor?
Biraz tarih. On yedinci yüzyılın sonu ve on sekizinci yüzyılın başında ünlü fizikçi Isaac Newton İngiltere'de yaşıyordu. Evrensel çekim yasasını keşfeden oydu. Ama bu şimdi bununla ilgili değil.
Bir gün Newton küreklerin üzerinde oturarak teknesinde yüzüyordu. Ve Newton çok dikkatli bir insan olduğundan, kürekleri yavaş ve dikkatli çekerseniz küreklerin sudan kolayca geçeceğini fark etti. Ancak daha fazla kuvvet uygularsanız ve çok daha hızlı kürek çekmeye başlarsanız küreklerin sudan geçmesi çok daha zor olur.
"Bu nasıl olabilir?" diye düşündü fizikçi. Uzun süre düşündü, çeşitli deneyler ve hesaplamalar yaptı ve sonuç olarak en basit haliyle şuna benzeyen başka bir yasa keşfetti:
Bir sıvının viskozitesi, üzerine uygulanan kuvvetle orantılı olarak artar.
Viskozite, basitçe söylemek gerekirse, direnme yeteneğidir. Küvette banyo yaparken suyun bu özelliğini hissedebilirsiniz. Elinizi yavaşça suya batırmaya çalışın, su size herhangi bir direnç göstermeyecektir.
Ve eğer suyun yüzeyine sert bir tokat atarsanız, direncini hissedeceksiniz, hatta biraz acı bile verebilir, o yüzden dikkatli olun.
Suyu neredeyse katı hale getirecek kadar güçlü bir şekilde etkilemek mümkün müdür? Ve belki bir kişiye bile dayanabilir misiniz? Mesela bu videodaki gibi.
Burada ne görüyoruz? Bir adam su üzerinde koşuyor. Düşünülemez! Harika! Görünüşe göre o kadar hızlı çalışıyor ve rezervuarın yüzeyi üzerinde o kadar güçlü bir etkiye sahip ki, sıvı o kadar viskoz hale geliyor ki kendini itmeye izin veriyor.
Görünüşe göre bu sadece bir şaka. Videodaki insanlar suyun üzerinde değil, suyun altına saklandıkları yürüyüş yollarında koşuyorlardı.
Ve gerçekten su üzerinde koşabilmek için 74 kg ağırlığında ve 42 ayak boyunda bir kişinin 150 km/saat hızla koşması gerekiyor!
Referans için. Gezegendeki en hızlı adam Usain Bolt'tur. Jamaikalı atlet. Maksimum hızı 37.578 km/saattir.
Yani su üzerinde koşmak bilim kurgudan çıkmış bir şey. Ve bu sadece su için değil aynı zamanda süt veya tereyağı için de geçerlidir. Newton kanunlarına uyan tüm sıvılara evet.
Ancak herkes bu yasaya uymuyor. Ve bu tür "asi" akışkanlara Newtonyen olmayan denir. Ve adamlar mukusa çok benzeyen böyle bir sıvı yaptılar.
Ortaya çıkan maddeyi çok sert hale getirmek için çok büyük bir kuvvet gerekmez. Biraz çabalamak yeterli, o da zaten var gücüyle direniyor. Bu nedenle Newtonyen olmayan bir sıvının içinden geçebilirsiniz. Bana inanmıyor musun? Videoyu izleyin)
İlginç, değil mi?
Tarif basit. Nişasta ve suya ihtiyacınız olacak, ancak sıcak değil, soğuk. Deneysel olarak suyun iki katı kadar nişasta eklemeniz gerektiğini öğrendik. Suya boya ekleyebilirsiniz, böylece mukusunuz da renklenecektir.
Nişastasız yapmak mümkün mü? Mümkün olduğunu söylüyorlar ama biz denemedik. Ancak tarif şöyle olacak:
Bir kapta ¾ bardak suyu 1 bardak PVA tutkalıyla karıştırmanız gerekir.
Başka bir kapta ½ bardak su ve 2 yemek kaşığı karıştırın. boraks kaşığı.
Daha sonra bu iki çözümü birleştirin ve karıştırın.
Nişasta ve su içeren seçeneğin çok daha basit olduğunu kabul edin. Üstelik tüm malzemeler evde, elinizin altında veya en yakın markette.
Newtonyen olmayan akışkanlar nerede kullanılır? Birçoğu var, o kadar anormal ki, çeşitli endüstrilerde yaygın olarak kullanılıyorlar. Petrol endüstrisinde, örneğin kimya veya işleme endüstrisinde. Bütün bu sıvılar yapay olarak yaratılmıştır.
Ama aynı zamanda doğada da bulunurlar. Örneğin bir bataklık bataklığı da Newtonyen olmayan bir sıvıdır. Çöllerdeki bataklık kumu bu tür sıvılara benzer şekilde davranır; üzerlerine düşen her şeyi kendi içlerine “emerler”.
Deneyi tamamladıktan ve video kamerayı kapattıktan sonra, böylesine anormal bir sıvıyla sirkte de performans sergileyebileceğinizi öğrendik. Videoyu izleyin)
Bugünlük bu kadar arkadaşlar. Bu deneyi kendiniz deneyin, çok ilginç)
Suyla daha da fazla deney bulacaksınız. Gelecek Cumartesi ev laboratuvarımız sizi yeni bir deneyle memnun edecek. Belki yapay kar yapacağız. Kaçırmayın)
Sevgiler, Artyom, Alexandra ve Evgenia Klimkovich.
Merhaba!
Genç uzman Stas'ı tanıştırayım. Evindeki laboratuvarda yeni şeyler denemeyi ve öğrenmeyi seviyor.
Bugün özellikle Eğlenceli Bilim okurları için Newtonyen olmayan sıvıların özelliklerini anlatacak. Senden beni sevmeni ve iltifat etmeni istiyorum. Stas'a haber ver.
Sıvı, çevremizdeki dünyanın her yerinde bulunur. Sıvıların özellikleri herkese aşinadır ve onlarla etkileşime giren herhangi bir kişi, herhangi bir sıvının belirli bir durumda nasıl davranacağını bir dereceye kadar tahmin edebilir.
Günlük kullanımda özelliklerini gözlemlemeye alıştığımız, Newton kanununa uyan sıvılara denir. Newtoniyen.
Newton akışkanı, viskoz akışkan, akışında Newton'un viskoz sürtünme kanununa uyan akışkan .
17. yüzyılın sonunda, büyük fizikçi Newton, kürekleri hızlı bir şekilde çekmenin, yavaş yavaş yapmaya göre çok daha zor olduğunu fark etti. Daha sonra bir sıvının viskozitesinin, üzerine uygulanan kuvvetle orantılı olarak arttığını söyleyen bir yasa formüle etti.
Sıradan sıvıların kanunlarına uymayan bu sıvılar, yalnızca mekanik kuvvetle değil, ses dalgalarıyla bile fiziksel kuvvete maruz kaldıklarında yoğunluklarını ve viskozitelerini değiştirirler. Sıradan bir sıvı üzerindeki etki ne kadar güçlü olursa, o kadar hızlı akacak ve şeklini değiştirecektir. Newtonyen olmayan bir sıvıya mekanik kuvvetlerle etki edersek tamamen farklı bir etki elde ederiz, sıvı katıların özelliklerini almaya ve katı gibi davranmaya başlayacak, artan kuvvetle birlikte sıvının molekülleri arasındaki bağlantı artacaktır. üzerindeki etkisi. Newtonyen olmayan akışkanların viskozitesi, akışkan akış hızı azaldıkça artar. Tipik olarak bu tür sıvılar oldukça heterojendir ve karmaşık uzaysal yapılar oluşturan büyük moleküllerden oluşur.
Deneylerden birinin Newtonyen olmayan sıvılara ayrıldığı "Bilime Dokun" popüler bilim sergisini ziyaret ederek bu ilginç konuyu incelemeye yönlendirildim. Deney beni çok etkiledi ve sıvıların fizik yasalarıyla çelişen şaşırtıcı özellikleri hakkında daha fazla bilgi edinmek istedim.
Evde sadece gördüklerimi tekrarlamakla kalmadım, aynı zamanda bu fenomeni daha ayrıntılı olarak inceleyebildim, birçok ek deney yapabildim ve bu sıvıyı kullanmanın kendi yollarını bulabildim.
Yaptığım deneylerden biri nişasta suyuyla yapılan bir deneydi.
Katı sıvı.
Eşit miktarda nişasta ve su alıp pürüzsüz ve viskoz hale gelinceye kadar karıştırdım. Daha sonra ekşi kremaya benzer bir karışım elde ettim.
Ancak bu karışımın sıradan bir sıvıdan farkı, aynı anda hem katı hem de sıvı olabilmesidir. Karışım düzgün bir şekilde uygulandığında sıvıdır, ancak elinize alıp kuvvetli bir şekilde sıkarsanız, anında "eriyecek" bir "kartopu" topağı oluşturabilirsiniz.
Çözüm: Bu sıvı kuvvete maruz kaldığında katı özelliklerini kazanır.
Hatta bu sıvı üzerinde koşabilirsiniz, ancak hareketi yavaşlatırsanız kişi hemen sıvının içine dalar. 
Bu sıvının özellikleri yakında yollardaki çukurların geçici onarımı için kullanılacak.
Newtonyen olmayan akışkanlara ne olur? 
Nişasta parçacıkları suda şişer ve kaotik bir şekilde iç içe geçmiş moleküller şeklinde temaslar oluşturur.
Bu güçlü bağlantılara bağlantılar denir. Keskin bir darbe altında güçlü bağlar moleküllerin hareket etmesini engeller ve sistem dış etkenlere elastik bir yay gibi tepki verir. Yavaş hareketle kancaların esneyip çözülmesi için zamanları olur. Ağ kırılır ve moleküller dağılır.
Genç bilim adamları, sevgili ebeveynler, büyükanne ve büyükbabalara saygı duyuyorlardı. Bugün Stas size şaşırtıcı özelliklere sahip ve "katı sıvı" olarak adlandırılabilecek alışılmadık bir sıvıyı gösterdi ve anlattı. Hoşuna gitti mi? Daha sonra “Deneyler” bölümüne gidin. Orada beğeninize göre deneyler, püf noktaları ve deneyler bulacaksınız. Evde yapabileceğiniz ve herkesi şaşırtabileceğiniz şeyler. Siz ve çocuklarınız için yeni bir “PocheMuk” bölümü açtık. İçinde en ilginç sinsi ve zor bilimsel soruları yanıtlıyoruz - bize yazın.
Yorumlarınızı ve deney fotoğraflarınızı gerçekten sabırsızlıkla bekliyorum!
Statikleriniz
Laboratuvarıma gel!
Görünüşe göre modern çocuklar artık hiçbir şeye şaşırmıyor. Yeni çıkmış aletler, birçok işlevi olan oyuncaklar, ahşap bir tekneden modern bir tekne gibi, ebeveynlerinin çocuklukta sahip olduklarından farklıdır.
Ancak son zamanlarda ebeveynler şu veya bu oyunun gelişim açısından neler sağladığına giderek daha fazla önem veriyor. Bazıları dünyayı keşfetmenize, çocukları zihinsel ve fiziksel olarak geliştirmenize olanak tanır.
Ve ayrıca böyle bir oyun bir çocuğun katılımıyla bağımsız olarak yapılabiliyorsa, o zaman bu çok büyük bir artı. İnternette bu tür birçok oyuncak bulabilirsiniz. En basit ve en ilginç olanlardan biri Newtonyen olmayan sıvıdır. Peki evde nasıl yapılır ve bunun için ne gerekiyor?
Newtonyen olmayan sıvı nedir
Sorunun cevabına geçmeden önce: "Evde kendi ellerinizle Newtonyen olmayan bir sıvı nasıl yapılır?" - ne olduğunu ve nasıl çalıştığını anlamaktan zarar gelmez.
Newtonyen olmayan bir sıvı, üzerinde farklı mekanik etki hızlarında farklı davranan bir tür maddedir. Üzerindeki dış etkinin hızı küçükse, sıradan bir sıvının belirtilerini gösterir. Ve eğer ona daha yüksek bir hızla müdahale edilirse, o zaman özellikleri katı bir cisminkine benzer.
Böyle eğlenceli bir oyunun avantajları şunlardır:
- Kendi kendine üretim imkanı ve kolaylığı.
- Düşük maliyet ve bileşenlerin bulunabilirliği.
- Çocuklar için bilişsel fırsatlar.
- Çevre dostu (bazı plastik oyunların aksine zararlı maddeler içermez ve bileşimi sizin tarafınızdan önceden bilinir).
Eğlence ve Eğitim
Çocuğunuzla ilginç ve alışılmadık bir şey yapmaktan daha iyi ne olabilir? Üstelik bu aktivite sadece çocuklar için değil yetişkinler için de gerçekten faydalı olacaktır. Evde Newtonyen olmayan bir sıvının nasıl yapılacağının basitliği, sadece birkaç dakika içinde ilginç eğlenceler yaratmanıza olanak tanır. Sonuç, tüm aileyi büyüleyecek bir oyundur. Ayrıca çocuklarda el motor becerilerini geliştirir.
Newtonyen olmayan bir sıvıya hızlı bir şekilde çarparsanız katı bir cisim gibi davranacak ve esnekliğini hissedeceksiniz. Elinizi yavaşça içine indirirseniz hiçbir engelle karşılaşmayacak ve onun su olduğunu hissedeceksiniz.
Bir diğer olumlu yanı ise hayal gücünün gelişmesidir. Farklı türdeki sıvılara maruz kaldığında çok ilginç davranır. İçinde bulunduğu kap titreşen bir yüzeye yerleştirilirse veya hızlıca çalkalanırsa, çok alışılmadık şekiller almaya başlar.
Eğitimin faydalarını unutmayın. Böyle bir sıvı, kişinin pratikte fiziğin en basit temellerini - katı ve sıvı cisimlerin özelliklerini - incelemesine olanak tanır.
Evde Newtonyen olmayan bir sıvı nasıl yapılır: iki yol
Karışımın bileşimi özelliklerini doğrudan etkiler. Bu nedenle evde Newtonyen olmayan sıvının nasıl yapıldığını bilmelisiniz. Tarif çok basit. Sadece iki ana bileşeni vardır: su ve nişasta. Son bileşen mısır veya patates olabilir. Su soğuk olmalıdır. Her şey iyice karıştırılır. Her şey hazır!
Karışımın daha sıvı bir hali için 1:1 oranında su ve nişasta alın. Daha zor olanlar için - 1:2. İstenirse gıda boyası da ekleyebilirsiniz, böylece karışım parlak olacaktır.
Evde nişasta olmadan Newtonyen olmayan bir sıvı nasıl yapılır? Bu tarif biraz daha karmaşık ama bir önceki kadar etkili. İlk olarak su ve normal PVA tutkalı 0,75:1 oranlarında karıştırılır. Su az miktarda boraks ile ayrı ayrı karıştırılır. Bundan sonra her iki bileşim de karıştırılarak iyice karıştırılır.
Her iki yöntem de Newtonyen olmayan bir sıvı elde etmeyi mümkün kılar, ancak ilki çok daha basit ve en popüler olanıdır.
Daha fazla su ve nişasta...
Evde Newtonyen olmayan bir sıvının nasıl yapılacağını bilerek, oranları artırarak yeterli miktarda böyle bir karışım hazırlayabilir ve örneğin küçük bir çocuk havuzuyla doldurabilirsiniz. 15-25 santimetre derinlik yeterli olacaktır. Daha sonra bu sıvının yüzeyinde düşmeden zıplayabilir, koşabilir, dans edebilirsiniz. Ancak durursanız hemen içine dalarsınız. Bu yetişkinler ve çocuklar için harika bir eğlencedir.
Malezya'da bir yüzme havuzunun tamamı Newtonyen olmayan sıvıyla doluydu. Burası hemen çok popüler oldu. Her yaştan insan orada eğleniyor.