…матеріал, який має дивовижні
властивостями: при малих навантаженнях він м'який
і еластичний, а за великих – стає
твердим та дуже пружним.
Жодна людина не може уникнути реального матеріального світу, що оточує його і в якому він сам живе. Природа, побут, техніка і все те, що оточує нас і в нас самих відбувається, підпорядковане єдиним законам походження та розвитку – законам ФІЗИКИ.
Природа – справжня фізична лабораторія, у якій людина має бути активним спостерігачем, творцем, але з рабом природи, нездатним хоча б наближено пояснити природні явища, які вони спостерігають. З народження кожен людина знайомиться з речовинами, що оточують його, підростаючи, людина починає відрізняти різного роду рідини від газів або твердих тіл, розуміючи, які відмінні властивості властиві речовинам. У малому віці дитина не сильно замислюється над цими цікавими ознаками, не розуміє, чому вода - це рідина, а сніг - тверде тіло. Так, для кожної людини настає момент, коли під поняттям рідина він розумітиме не просто молоко або воду, він зрозуміє, що рідина, як і будь-який інший рід матерії, має свою класифікацію, основні властивості. Основною властивістю рідини, що відрізняє її від інших агрегатних станів, є здатність необмежено змінювати форму під дією дотичних механічних напруг, навіть скільки завгодно малих, практично зберігаючи при цьому обсяг. Рідкий стан зазвичай вважають проміжним між твердим тілом та газом: газ не зберігає ні об'єм, ні форму, а тверде тіло зберігає і те, й інше. Рідини ділять на ідеальні та реальні. Ідеальні - нев'язкі рідини, які мають абсолютної рухливістю, тобто. відсутністю сил тертя та дотичних напружень та абсолютної незмінністю. Реальні - в'язкі рідини, що володіють стисливістю, опором, зусиллям, що розтягує і зрушує, і достатньою рухливістю, тобто. наявністю сил тертя та дотичних напружень.
Актуальність проекту:
Нас оточує величезна кількість рідин. Рідина оточує скрізь і завжди. Самі люди складаються із рідини, вода дає нам життя, з води ми вийшли і до води завжди повертаємось. Ми постійно стикаємося з використанням рідин, п'ємо чай, миємо руки, заливаємо бензин в автомобіль, наливаємо масло на сковороду. Основною властивістю рідини є те, що вона здатна змінювати свою форму під дією механічної дії.
Але виявилося, що не всі рідини поводяться звичним чином. Це так звані неньютонівські рідини. Ми зацікавилися незвичайними властивостями таких рідин та провели кілька дослідів.
Гіпотеза:
Провести досліди, в яких можна побачити деякі фізичні властивості неньютонівських рідин.
Цілі проекту:
Отримати неньютонівську рідину
Вивчити деякі фізичні властивості неньютонівської рідини
Завдання проекту:
Зібрати теоретичний матеріал про неньютонівську рідину
Досвідченим шляхом вивчити деякі фізичні властивості неньютонівських рідин (щільність, температура кипіння, температура кристалізації)
Дізнатись область застосування неньютонівських рідин
Методи дослідження:
Спостереження
Вивчення теоретичних матеріалів
Проведення дослідів
Аналіз
Теоретична частина
Рідина - це один із станів речовини. Таких станів три, їх ще називають агрегатними, це газ, рідина та тверда речовина. Рідку речовину називають, якщо вона має властивість необмежено змінювати форму під зовнішнім впливом, зберігаючи при цьому обсяг.
Рідкий стан зазвичай вважають проміжним між твердим тілом та газом: газ не зберігає ні об'єм, ні форму, а тверде тіло зберігає і те, й інше. Рідини бувають ідеальні та реальні. Ідеальні - нев'язкі рідини, які мають абсолютної рухливістю, тобто. відсутністю сил тертя та дотичних напружень та абсолютною незмінністю обсягу під впливом зовнішніх сил. Реальні - в'язкі рідини, що володіють стисливістю, опором, зусиллям, що розтягує і зрушує, і достатньою рухливістю, тобто. наявністю сил тертя та дотичних напружень. Реальні рідини можуть бути ньютонівськими та неньютонівськими.
До ньютонівських відносяться однорідні рідини. Ньютонівська рідина – це вода, олія та більша частина звичних нам у щоденному використанні текучих речовин, тобто таких, які зберігають свій агрегатний стан, що б ви з ними не робили (якщо не йдеться про випаровування чи заморожування, звичайно).
Інша справа – це неньютонівські рідини. Їх особливість полягає в тому, що їх текучие властивості коливаються в залежності від швидкості струму.
Ще наприкінці XVII століття великий фізик Ньютон звернув увагу, що веслами веслувати швидко набагато важче, ніж якщо робити це повільно. І тоді він сформулював закон, згідно з яким в'язкість рідини збільшується пропорційно силі на неї. Ньютон прийшов до вивчення течії рідин, коли намагався моделювати рух планет Сонячної системи за допомогою обертання циліндра, що зображував Сонце, у воді. У своїх спостереженнях він встановив, що якщо підтримувати обертання циліндра, воно поступово передається всій масі рідини. Згодом для опису подібних властивостей рідин стали використовувати терміни «внутрішнє тертя» і «в'язкість», що набули однакового поширення. Історично, ці роботи Ньютона започаткували вивчення в'язкості та реології.
Коли рідина неоднорідна, наприклад, складається з великих молекул, що утворюють складні просторові структури, то її перебігу в'язкість залежить від градієнта швидкості. Такі рідини називають неньютонівськими. Неньютонівськими, або аномальними, називають рідини, протягом яких не підпорядковується закону Ньютона. Таких, аномальних із погляду гідравліки, рідин чимало. Вони широко поширені у нафтовій, хімічній, переробній та інших галузях промисловості.
Неньютонівські рідини не піддаються законам звичайних рідин, ці рідини змінюють свою щільність і в'язкість при впливі на них фізичною силою, причому не тільки механічним впливом, але навіть звуковими хвилями та електромагнітними полями. Якщо впливати механічно на звичайну рідину, то чим більший вплив на неї, тим більше буде зрушення між площинами рідини, іншими словами, чим сильніше впливати на рідину, тим швидше вона тектиме і змінюватиме свою форму. Якщо впливати на неньютонівську рідину механічними зусиллями, ми отримаємо зовсім інший ефект, рідина почне приймати властивості твердих тіл і поводитися як тверде тіло, зв'язок між молекулами рідини посилюватиметься зі збільшенням сили впливу на неї, внаслідок чого ми зіткнемося з фізичною скрутою зрушити шари таких рідин . В'язкість неньютонівських рідин зростає при зменшенні швидкості струму рідини.
Експериментальна частина
У практичній частині ми провели кілька дослідів.
Експеримент №1 «Отримання неньютонівської рідини»
Мета: отримати неньютонівську рідину і перевірити, як вона поводиться у звичайних умовах.
Обладнання: вода, крохмаль, чаша.
Хід експерименту:
1 Взяли чашу з водою та крохмаль. Змішали у рівних частках речовини.
2 Вийшла біла рідина.
Помітили, якщо заважати швидко, відчувається опір, а якщо повільніше, то ні. Рідину, що вийшла, можна налити в руку і спробувати скачати кульку. При впливі на рідину, поки ми кататимемо кульку, в руках буде тверда куля з рідини, причому, чим швидше і сильніше ми будемо на неї впливати, тим щільніше і твердіше буде наша кулька. Як тільки ми розтиснемо руки, тверда до цього часу куля відразу розтечеться по руці. Пов'язано це буде з тим, що після припинення впливу на нього рідина знову прийме властивості рідкої фази.
Експеримент №2 «Вивчення деяких фізичних властивостей неньютонівських рідин»
Для вивчення властивостей ми взяли суміш крохмалю з водою, отриману в попередньому експерименті, гель для душу та олію.
Мета цього експерименту: дослідним шляхом визначити густину, температуру кипіння та температуру кристалізації даних рідин.
В результаті проведених дослідів ми отримали такі дані:
Експеримент №3 «Вивчення впливу магнітних полів на неньютонівську рідину»
Експерименти з феромагнітною рідиною поширені у вигляді відеороликів в інтернеті. Справа в тому, що даний вид рідини під дією магніту здійснює певні рухи, що робить експерименти дуже видовищними.
Феромагнітну рідину можна виготовити своїми руками в домашніх умовах. Для цього візьмемо олію (підійде моторна, соняшникова та інші), а також тонер для лазерного принтера (субстанція у вигляді порошку). Тепер змішаємо обидва інгредієнти до консистенції сметани.
Для того, щоб ефект був максимальним, погріємо суміш на водяній бані протягом приблизно півгодини, не забуваючи при цьому її помішувати.
Феромагнітна рідина (ферофлюїд) – це рідина, яка сильно поляризується під впливом магнітного поля. Простіше кажучи, якщо наблизити звичайний магніт до цієї рідини, вона виробляє певні рухи, наприклад, стає схожою на їжачка, стає горбом і т.д.
Виготовлення іграшки - лізуна
Найперша іграшка-лізун або слайм (slime) була зроблена компанією Mattel у 1976 році. Іграшка-Лізун заслужила популярність завдяки своїм кумедним властивостям – одночасно плинності, еластичності та можливості постійно трансформуватися. Володіючи властивостями неньютонівської рідини, іграшка-лізун швидко стала шалено популярною у дітей та дорослих. Лізуна можна було купити не скрізь, але кумедну іграшку скоро навчилися робити в домашніх умовах.
Виготовлення лізуну своїми руками та в домашніх умовах відрізняється від оригінального рецепту. Тому будемо використовувати більш доступні речовини:
1. Клей ПВА. Білий, бажано свіжий клей можна купити у будь-якому канцелярському чи будівельному магазині. Клею для Лізуна нам знадобиться приблизно половина звичайної склянки, близько 100 гр.
2. Вода – звичайнісінька вода з-під крана. За бажання можна взяти кип'ячену кімнатну температуру. Знадобиться трохи більше склянки.
3. Тетраборат натрію, боракс чи бура. Може бути придбаний в аптеці, у формі 4% розчину.
4. Харчовий барвник чи кілька крапель зеленки. Оригінальний лизун - зелений, і зеленка відмінно підходить на роль речовини, що підфарбовує.
5. Мірна склянка, посуд та паличка для змішування. Як паличку можна взяти олівець, ложку або будь-який інший відповідний предмет.
Переходимо до процесу створення лизуна:
Розчиняємо столову ложку бораксу у склянці води.
- Чверть склянки води та чверть склянки клею перетворюємо на однорідну суміш в іншому посуді. За бажання туди ж додаємо барвник.
- Перемішуючи клейову суміш, поступово додаємо туди розчин бури, приблизно півсклянки. Заважаємо до отримання желеподібної однорідної маси.
- Перевіряємо результат: загусла субстанція, власне, і є іграшкою лизуном. Її можна викласти на стіл, пом'яти та перевірити всі її оригінальні властивості.
Застосування неньютонівських рідин
У світі, як не дивно, дуже популярні дані рідини. При дослідженні неньютонівських рідин насамперед вивчають їхню в'язкість. Знання про в'язкість і про те, як її вимірювати та підтримувати, допомагають і в медицині, і в техніці, і в кулінарії, і у виробництві косметики.
Застосування у косметології
Косметичні компанії заробляють величезний прибуток на тому, що змогли знайти ідеальний баланс в'язкості, що подобається покупцям.
Щоб косметика трималася на шкірі, її роблять в'язкою, чи це рідкий тональний крем, блиск для губ, підводка для очей, туш для вій, лосьйони, або лак для нігтів. В'язкість для кожного виробу підбирається індивідуально, залежно від того, для якої мети воно призначене. Блиск для губ, наприклад, повинен бути досить в'язким, щоб довго залишатися на губах, але не надто в'язким, інакше тим, хто ним користується, неприємно відчуватиме на губах щось липке. У масовому виробництві косметики використовують спеціальні речовини, які називаються модифікаторами в'язкості. У домашній косметиці для тих же цілей використовують різні олії та віск.
У гелях для душу в'язкість регулюють для того, щоб вони залишалися на тілі досить довго, щоб змити бруд, але не довше, ніж потрібно, інакше людина відчує себе знову брудною. Зазвичай в'язкість готового косметичного засобу змінюють штучно, додаючи модифікатори в'язкості.
Найбільша в'язкість – у мазей. В'язкість кремів - нижче, а лосьйони - найменш в'язкі. Завдяки цьому лосьйони лягають на шкіру тоншим шаром, ніж мазі та креми, і діють на шкіру освіжаюче. У порівнянні з більш в'язкою косметикою, їх приємно використовувати навіть влітку, хоча втирати їх потрібно сильніше і частіше доводиться наносити повторно, оскільки вони довго не затримуються на шкірі. Креми та мазі довше залишаються на шкірі, ніж лосьйони, і сильніше її зволожують. Їх особливо добре використовувати взимку, коли у повітрі менше вологи. У холодну погоду, коли шкіра сохне та тріскається, дуже допомагають такі засоби як, наприклад, олія для тіла – це щось середнє між маззю та кремом. Мазі набагато довше вбираються і після них шкіра залишається жирною, але вони набагато довше залишаються на тілі. Тому їх часто використовують у медицині.
Від того, чи сподобалася в'язкість косметичного засобу покупцю, часто залежить, чи вибере він цей засіб у майбутньому. Саме тому виробники косметики витрачають багато зусиль на те, щоб отримати оптимальну в'язкість, яка має сподобатися більшості покупців. Один і той же виробник часто випускає продукт для тих самих цілей, наприклад гель для душу, в різних варіантах і з різною в'язкістю, щоб у покупців був вибір. Під час виробництва суворо дотримуються рецепту, щоб в'язкість відповідала стандартам.
Застосування у кулінарії
Щоб покращити оформлення страв, зробити їжу більш апетитною і щоб її було легше їсти, у кулінарії використовують в'язкі продукти харчування.
Продукти з великою в'язкістю, наприклад, соуси, дуже зручно використовувати, щоб змащувати інші продукти, як хліб. Їх також використовують для того, щоб утримувати шари продуктів на місці. У бутерброді з цією метою використовують масло, маргарин, чи майонез - тоді сир, м'ясо, риба чи овочі не зісковзують із хліба. У салатах, особливо багатошарових, також часто використовують майонез та інші в'язкі соуси, щоб ці салати тримали форму. Найвідоміші приклади таких салатів - оселедець під шубою та олів'є. Якщо замість майонезу або іншого в'язкого соусу використовувати оливкову олію, то овочі та інші продукти не триматимуть форму.
В'язкі продукти з їхньою здатністю утримувати форму використовують також для прикраси страв. Наприклад, йогурт чи майонез на фотографії не лише залишаються у тій формі, яку їм надали, а й підтримують прикраси, які на них поклали.
Застосування у медицині
У медицині необхідно вміти визначати і контролювати в'язкість крові, тому що висока в'язкість сприяє низці проблем зі здоров'ям. Порівняно з кров'ю нормальної в'язкості, густа і в'язка кров погано рухається кровоносними судинами, що обмежує надходження поживних речовин і кисню в органи і тканини, і навіть у мозок. Якщо тканини отримують недостатньо кисню, вони відмирають, отже кров із високим в'язкістю може зашкодити як тканини, і внутрішні органи. Пошкоджуються не тільки частини тіла, яким потрібно найбільше кисню, а й ті, до яких крові найдовше добиратися, тобто, кінцівки, особливо пальці рук та ніг. При обмороженні, наприклад, кров стає в'язкішою, несе недостатньо кисню в руки і ноги, особливо в тканину пальців, і у важких випадках відбувається відмирання тканини. У такій ситуації пальці, а іноді й частини кінцівок доводиться ампутувати.
Застосування в техніці
Неньютонівські рідини використовуються в автопромі, моторні олії синтетичного виробництва на основі неньютонівських рідин зменшують свою в'язкість у кілька десятків разів, при підвищенні обертів двигуна, дозволяючи при цьому зменшити тертя у двигуни.
Висновок та висновки
В результаті виконаної роботи було проведено огляд теоретичних джерел інформації. Проведено серію експериментів з неньютонівською рідиною, розрахували щільність, визначили температуру кипіння та кристалізації неньютонівських рідин.
За результатами експериментів можна зробити такі висновки:
1. Якщо швидко заважаємо неньютонівську рідину, відчувається опір, а якщо повільніше, то ні. При швидкому русі така рідина поводиться як тверде тіло.
2. При зміні температури змінюється густина рідини.
Існує багато дивовижних речей навколо нас, і неньютонівська рідина – яскравий цьому приклад. Ми сподіваємося, що нам удалося наочно продемонструвати її дивовижні властивості.
За підсумками роботи було виконано всі поставлені завдання та зроблено всі заплановані досліди. Проведені досліди та презентація проілюстрували мету виконаної нами роботи.
Література
Методичні матеріали:
1. А. В.Перишкін. Фізика 7 клас, Дрофа, Москва 2008
2. Зарембо Л.К., Болотовський Б.М., Стаханов І.П. та ін. Школярам про сучасну фізику. Освіта, 2006р.
3. Кабардін О.Ф., Фізика, довідкові матеріали, Просвітництво, 1988
Роботу виконали:
Скібін Ілля, учень 9 класу
Харитонов Вадим, учень 9 класу
Керівник:
Гіївська Людмила Іванівна
вчитель фізики
Муніципальний казенний загальноосвітній заклад
Новокалитвенська середня загальноосвітня школа
Росошанського муніципального району
Воронезькій області
Якщо навіть бути схожим на або . Яка б сила не діяла на воду, масло або молоко, вони все одно збережуть своє рідке, будь то перемішування, переливання та інше фізичне вплив.
Інша справа – це неньютонівські. Їх особливість полягає в тому, що їх текучі коливаються в залежності від швидкості струму. Неньютонівську рідиналегко одержати, змішавши воду з харчовим картопляним/кукурудзяним крохмалем.
Джерела:
- неньютонівська рідина як зробити
Звичайні рідини розтікаються, переливаються, відрізняються легкою проникністю. Але є субстанції, здатні займати вертикальне становище і навіть витримувати вагу людини. Їх називають неньютонівськими рідинами.
Існують емульсії, в'язкість яких мінлива і залежить від швидкості деформації. Суспензій із властивостями, що суперечать законам гідравліки, розроблено багато. Їх використання набуло широкого поширення в хімічній, переробній, нафтовій та інших галузях сучасної промисловості.
До можна віднести стічні бруду, зубну пасту, рідке мило, бурові розчини тощо. Зазвичай ці суміші неоднорідні. У складі містяться великі молекули, здатні утворювати складні просторові структури. Винятками є приготовані на базі картопляного або кукурудзяного крохмалю.
Приготування неньютонівської рідини в домашніх умовах
Для створення емульсії знадобиться вода. Зазвичай інгредієнти використовують у рівних частинах, але іноді співвідношення становить 1:3 на користь води. Після змішування виходить рідина, що нагадує по консистенції кисіль і має цікаві характеристики.Якщо в ємність з емульсією повільно покласти предмет, результат буде аналогічним до занурення речі в фарбу. Добре розмахнувшись і вдаривши по суміші кулаком, можна відзначити зміни її властивостей. Рука відскочить, як зіткнення з твердою речовиною.
Вилита з великої висоти емульсія, стикаючись з поверхнею, накопичується грудками. На початку струменя вона тектиме, як звичайна рідина. Інший експеримент – повільно засунути руку до складу та різко стиснути пальці. Між ними утворюється твердий прошарок.
Можна помістити кисть до зап'ястя в суспензію та спробувати її різко витягнути. Існує велика ймовірність, що ємність з емульсією підніметься разом із рукою.
Використання характеристик неньютонівської рідини у створенні лизуна
Перша така була створена в 1976 р. Вона набула величезної популярності завдяки своїм незвичайним властивостям. Лізун був одночасно еластичним, текучим і мав можливість безперервно трансформуватися. Подібні якості зробили попит на іграшку колосальним серед та дорослих.Зибучі піски - неньютонівська рідина пустелі
Вони мають одночасно властивості твердих і рідких тіл завдяки незвичайній конфігурації піщинок. Потік води, що знаходиться під хиткіми пісками, збиває пухкий шар піщинок до того моменту, поки маса подорожнього на низ мандрівника не обрушує структуру.Пісок перерозподіляється і починає засмоктувати людину. Спроби вибратися самостійно призводять до розрідження повітря, що з титанічною силою тягне ноги назад. Зусилля, необхідне вивільнення кінцівок у разі порівняно з вагою машини.
Щільність зибучих пісків більша за щільність підземних вод. Але плисти в них не можна. Через підвищену вологість піщинки утворюють в'язку субстанцію.
Будь-яка спроба рухатися викликає сильну протидію. Піщана маса, що переміщається з низькою швидкістю, не встигає заповнити порожнину, що утворюється за зрушеним предметом. У ній утворюється вакуум. У відповідь на різкі рухи твердіє. Пересування в зибучих пісках є можливим лише у тому випадку, коли воно здійснюється дуже плавно та повільно.
Ньютонівською рідиною є будь-яка текуча речовина, що має постійну в'язкість, не залежну від зовнішньої напруги, яка на неї впливає. Одним із прикладів є вода. У неньютонівських рідин в'язкість зміняться і залежить від швидкості руху.
Що таке ньютонівські рідини?
Прикладами ньютонівських рідин є суспензії, гелі та колоїди. Основною особливістю таких речовин є те, що в'язкість для них є константою та не змінюється щодо швидкості деформації.
Швидкість деформації - це відносна напруга, яка у рідини при її русі. Більшість рідин - ньютонівські і до них застосовні рівняння Бернуллі для ламінарних та турбулентних течій.
Швидкість деформації
Чутливі до зсуву рідини більш текучи. Швидкість зсуву або зазор між речовиною та стінками судини, як правило, не дуже впливають на цей параметр і ними можна знехтувати. Значення швидкості деформації відоме всім матеріалів і є табличним значенням.
У деяких випадках воно, однак, може змінюватись. Наприклад, якщо рідина являє собою емульсію, яку наносять на плівку для фотографії, то навіть незначні дефекти можуть призвести до появи плям, і кінцевий продукт не матиме необхідних якостей.
Різні рідини та їх в'язкості
У ньютонівських рідинах, в'язкість не залежить від швидкості зсуву. Однак для деяких з них в'язкість змінюється в залежності від часу. Це проявляється на зміні тиску в резервуарі чи трубі. Такі рідини називаються дилатантними або тиксотропними.
Для латентних рідин напруга зсуву зростає завжди, тому що їх в'язкість та збільшення швидкості зсуву взаємопов'язані. Для тиксотропних рідин ці параметри можуть бути змінені хаотично. Швидкість деформації неспроможна зрости швидко зі зниженням в'язкості. Тому швидкість руху частинок речовини може збільшитися, зменшитися або залишитися незмінною. Все залежить від типу рідини. Однак швидкість деформації має властивість зменшуватись. Це означає, що також знижуватиметься разом зі швидкістю переміщення речовини. Іншими словами, рідина спочатку є в'язкою, але як тільки вона починає переміщатися, стає менш в'язкою. Це означає, що потрібно менше енергії для її перекачування.
Нехтування потужністю двигуна насоса явищем. Це значення зазвичай розраховують для руху. Насправді ж необхідний набагато потужніший мотор, щоб змусити речовину рухатися. Кетчуп є одним із прикладів такого явища. Саме тому ми повинні струснути пляшку, щоб вона почала текти. Щойно процес розпочався, він протікає швидше.
Здрастуйте, друзі! Вітаємо вас у нашій домашній лабораторії!
І чого вже тільки не робили юні експериментатори Артем та Олександра. І готували, і фарбували, і винаходили. Але їм усе замало! І сьогодні хлопці вирішили з'ясувати, як зробити неньютонівську рідину в домашніх умовах. Чи це можливо?
Як з'ясувалося, цілком можливо. Доказ на відео нижче.
Хід експерименту
Пояснення
А що таке неньютонівська рідина? І чому її так називають?
Небагато історії. Наприкінці сімнадцятого - початку вісімнадцятого століття в Англії жив-був знаменитий фізик Ісаак Ньютон. Це саме він відкрив закон всесвітнього тяжіння. Але зараз не про це.
Якось Ньютон плавав собі на човнику, сидячи на веслах. І, оскільки Ньютон був дуже уважною людиною, то він помітив, що якщо веслувати веслами повільно і неквапливо, то весла крізь воду проходитимуть легко. А от якщо прикласти велику силу і почати веслувати набагато швидше, весла проходять крізь воду набагато складніше.
"Як же так?" - подумав фізик. Думав він довго, проводив різні експерименти та розрахунки і в результаті відкрив ще один закон, який у найпростішому викладі звучить так:
В'язкість рідина збільшується пропорційно силі на неї.
В'язкість, якщо спробувати сказати просто, це здатність чинити опір. Ви можете відчути цю властивість води під час купання у ванній кімнаті. Спробуйте занурити свою руку у воду повільно, вода не чинитиме вам опору.
А якщо сильно ляснути поверхнею води, то ви відчуєте її опір, може бути навіть трохи боляче, так що обережно.
А чи можна впливати на воду з такою силою, щоб вона стала практично жорсткою? І може навіть витримала б людину? Ось як на цьому відео, наприклад.
Що ми тут бачимо? Людина біжить по воді. Неймовірно! Здорово! Мабуть він біжить так швидко і так сильно впливає на поверхню водоймища, що рідина стає настільки в'язкою, що дозволяє відштовхуватися від себе.
Як з'ясувалося, це просто жарт. Люди на відео бігали не водою, а містками, які вони сховали під водою.
А щоб справді бігати по воді людині масою 74 кг та розміром ноги 42, необхідно бігти зі швидкістю 150 км/год!
Для довідки. Найвища швидкісна людина на планеті – це Усейн Болт. Ямайський спортсмен. Його максимальна швидкість – 37,578 км/год.
Так що біг по воді – це щось із галузі фантастики. І це стосується не тільки води, але й молока або масла. Та до всіх рідин, що підкоряються закону Ньютона.
Однак далеко не всі підкоряються цьому закону. І такі «непокірні» рідини називають неньютонівськими. І саме таку рідину, дуже схожу на слиз, зробили хлопці та дівчата.
Для того, щоб отримана субстанція стала дуже твердою, не потрібна величезна сила. Досить зовсім трохи постаратися, і вона вже щосили чинить опір. Саме з цієї причини з неньютонівської рідини можна бігати. Чи не вірите? Подивіться відео)
Цікаво, чи не так?
Рецепт простий. Потрібно крохмаль і вода, але тільки не гаряча, а холодна. Досвідченим шляхом ми з'ясували, що крохмалю треба покласти вдвічі більше, ніж води. Можна у воду додати барвник, і тоді ваш слиз вийде ще й кольоровий.
Чи можна обійтися без крохмалю? Кажуть, що можна, але ми не куштували. Але рецепт буде таким:
В одній мисці потрібно змішати ? склянки води з 1 склянкою клею ПВА.
В іншій мисочці змішати ? склянки води і 2 ст. ложки бурі.
Потім з'єднати ці два розчини і перемішати.
Погодьтеся, що варіант із крохмалем та водою набагато простіше. Та й усі інгредієнти вдома, під рукою, або у найближчому продуктовому магазині.
Де застосовують неньютонівські рідини? Їх, таких аномальних, чимало, вони широко використовують у різних галузях промисловості. У нафтовій, наприклад, у хімічній або переробній. Усі ці рідини є штучно створеними.
Але трапляються вони й у природі. Наприклад, болотяний палиця – це теж неньютонівська рідина. Подібно до таких рідин поводяться хиткі піски в пустелях, вони «засмоктують» у себе все, що на них потрапляє.
Ну а ми, вже після завершення експерименту та вимкнення відеокамери, з'ясували, що з такою аномальною рідиною можна ще й у цирку виступати. Подивіться відео)
На сьогодні все, друзі. Спробуйте провести цей досвід самостійно, це дуже цікаво)
Ще більше дослідів із водою знайдете. Наступної суботи наша домашня лабораторія порадує вас новим експериментом. Можливо, робитимемо штучний сніг. Не пропустіть)
Ваші, Артем, Олександра та Євгенія Климкович.
Привіт!
Дозвольте уявити юного експерта Стаса. Він дуже любить експериментувати, пізнавати все нове у своїй домашній лабораторії.
Сьогодні спеціально для читачів Цікавої науки він розповість про властивості неньютонівських рідин. Прошу любити та шанувати. Слово Стасу.
Рідина в навколишньому світі зустрічається повсюдно. Властивості рідин знайомі кожному і будь-яка людина, що взаємодіє з ними, тією чи іншою мірою може передбачити, як поведеться якась рідина в конкретній ситуації.
Рідини, властивості яких ми звикли спостерігати у щоденному використанні, підкоряються закону Ньютона, називаються ньютонівськими.
Ньютонівська рідина, в'язка рідина, рідина, що підкоряється при своєму перебігу закону в'язкого тертя Ньютона .
Ще наприкінці XVII століття великий фізик Ньютон звернув увагу, що веслувати веслами швидко набагато важче, ніж робити це повільно. І тоді він сформулював закон, згідно з яким в'язкість рідини збільшується пропорційно силі на неї.
не піддаються законам звичайних рідин, ці рідини змінюють свою щільність і в'язкість при дії ними фізичної силою, причому як механічним впливом, а й навіть звуковими хвилями. Чим сильніший вплив на звичайну рідину, тим швидше вона тектиме і змінюватиме свою форму. Якщо впливати на Неньютонівську рідину механічними зусиллями, ми отримаємо зовсім інший ефект, рідина почне приймати властивості твердих тіл і поводитися як тверде тіло, зв'язок між молекулами рідини посилюватиметься зі збільшенням сили впливу на неї. В'язкість неньютонівських рідин зростає при зменшенні швидкості струму рідини. Зазвичай такі рідини дуже неоднорідні і складаються з великих молекул, що утворюють складні просторові структури.
До вивчення цієї цікавої теми мене підвело відвідування науково-популярної виставки «Доторкнись до науки», де один із експериментів був присвячений неньютонівським рідинам. Експеримент справив на мене велике враження і мені захотілося більше дізнатися про дивовижні властивості рідин, що суперечать законам фізики.
У домашніх умовах мені вдалося не тільки повторити побачене, але й докладніше вивчити дане явище, проводити багато додаткових експериментів та придумати свої способи застосування цієї рідини.
Один із дослідів проведених мною – досвід із крохмальною водою.
Тверда рідина.
Я взяв рівні частини крохмалю та води, перемішав до однорідного в'язкого стану. Після цього отримав суміш, схожу на сметану.
Але відмінність цієї суміші від звичайної рідини в тому, що вона може бути одночасно і твердою і рідкою. При плавному впливі – суміш рідка, а якщо взяти її в руку і з силою здавити – з неї можна зліпити грудку, «сніжок», яка тут же «розтане».
Висновок:Якщо на цю рідину з силою впливати, то вона набуває властивостей твердої речовини.
По цій рідині можна навіть бігати, але якщо сповільнити дію, то людина відразу ж занурюється у рідину. 
Властивості цієї рідини незабаром планують використовувати для ремонту дорожніх ям.
Що ж відбувається з неньютонівськими рідинами? 
Частинки крохмалю набухають у воді і формуються контакти як хаотично сплетених молекул.
Ці міцні зв'язки називаються зачеплення. При різкій дії міцні зв'язки не дають молекулам зрушити з місця, і система реагує на зовнішній вплив, як пружна пружина. При повільному впливі зачеплення встигають розтягнутися та розплутатися. Сітка рветься та молекули розходяться.
Юні вчені, дорогі батьки, шановні бабусі та дідусі. Сьогодні Стас показав і розповів вам про незвичайну рідину, яка має разючі властивості та може називатися “тверда рідина”. Вам сподобалось? Тоді перейдіть до розділу “Експерименти”. Там ви знайдете досліди, фокуси та експерименти до душі. Ті, які можна зробити вдома та здивувати всіх. А для вас і ваших діток у нас відкрито новий розділ "ПочеМук". У ньому ми відповідаємо на найцікавіші підступні та каверзні наукові питання – пишіть нам.
Дуже чекаю коментарі та фото експериментів!
Ваш Стас
Забігайте в мою Лабораторію!
Здається, що сучасних дітей нічим не здивувати. Новомодні гаджети, іграшки з безліччю функцій відрізняються від тих, що були у їхніх батьків у дитинстві, як сучасний катер від дерев'яного човна.
Але останнім часом батьки все більше звертають увагу на те, що дає у плані розвитку та чи інша гра. Деякі з них дозволяють пізнавати світ, розвиваючи дітей розумово та фізично.
А якщо ще таку гру можна зробити самостійно за участю дитини, то це величезний плюс. На просторах інтернету можна знайти багато таких іграшок. Однією з найпростіших і найцікавіших є так звана неньютонівська рідина. Бо як зробити в домашніх умовах і що для цього потрібно?
Що таке неньютонівська рідина
Перш ніж перейти до відповіді на запитання: «Як зробити неньютонівську рідину в домашніх умовах своїми руками?» - Не зайвим буде зрозуміти, що це таке і як воно діє.
Неньютонівська рідина - це свого роду субстанція, яка за різної швидкості механічного на неї веде себе по-різному. Якщо швидкість зовнішнього на неї мала, вона виявляє ознаки нормальної рідини. А якщо на неї впливати з більш високою швидкістю, вона схожа за ознаками з твердим тілом.
До плюсів такої цікавої гри можна віднести:
- Можливість та простота самостійного виготовлення.
- Невелика вартість та доступність інгредієнтів.
- Пізнавальні здібності для дітей.
- Екологічність (на відміну від деяких пластикових ігор не містить шкідливих речовин, а склад вам заздалегідь відомий).
Розвага та навчання
Що може бути краще, ніж спільне заняття з дитиною чимось цікавим та незвичайним? Тим більше, що це заняття буде справді корисним не лише дітям, а й дорослим. Простота того, як зробити неньютонівську рідину в домашніх умовах, дозволяє створити цікаву розвагу всього за пару хвилин. В результаті вийде гра, яка захопить усю сім'ю. З іншого боку, вона розвиває моторику рук в дітей віком.
Якщо по неньютонівській рідині швидко вдарити, то вона поведеться, як тверде тіло, і ви відчуєте його пружність. Якщо повільно опустити в неї руку, вона не зустріне жодної перешкоди, і буде відчуття, що це вода.
Інша позитивна сторона – це розвиток уяви. При різних типах на рідина вона поводиться дуже цікаво. Якщо ємність з нею поставити на поверхню, що вібрує, або просто швидко потрясти, то вона починає приймати дуже незвичайні форми.
Не варто забувати і про освітню користь. Така рідина дозволяє на практиці вивчати найпростіші основи фізики – властивості твердого та рідкого тіла.
Як зробити неньютонівську рідину в домашніх умовах: два способи
Склад суміші впливає на її властивості. Таким чином, слід знати, як зробити неньютонівську рідину в домашніх умовах. Рецепт приготування дуже простий. У ньому всього два основні інгредієнти - вода та крохмаль. Останній інгредієнт може бути як кукурудзяним, так і картопляним. Вода має бути холодною. Все ретельно поєднується. Все готове!
Для більш рідкого стану суміші береться пропорція води та крохмалю 1:1. Для твердішого – 1:2. За бажання до неї можна додати харчові барвники, тоді суміш буде яскравою.
А як зробити неньютонівську рідину в домашніх умовах без крохмалю? Цей рецепт трохи складніший, але так само ефективний, як і попередній. Спочатку змішується вода та звичайний клей ПВА в пропорціях 0,75:1. Окремо з'єднується вода із невеликою кількістю бури. Після цього обидва склади змішуються і ретельно перемішуються.
Обидва способи дозволяють отримати неньютонівську рідину, але перший набагато простіше і користується найбільшою популярністю.
Більше води та крохмалю…
Знаючи, як зробити неньютонівську рідину в домашніх умовах, можна, збільшивши пропорції, виготовити достатню кількість такої суміші та залити нею, наприклад, невеликий дитячий басейн. Глибини 15-25 сантиметрів буде достатньо. Тоді поверхнею цієї рідини можна стрибати, бігати, танцювати, не провалюючись. Але якщо зупинитися, то відразу поринаєш у неї. Це чудова розвага для дорослих та дітей.
У Малайзії неньютонівською рідиною залили цілий басейн. Це місце одразу стало дуже популярним. Там із задоволенням весело проводять час люди різного віку.