Готовим неньютоновскую жидкость и знакомимся с ее необычными свойствами

Введение

…материал, который обладает удивительными
свойствами: при малых нагрузках он мягкий
и эластичный, а при больших – становится
твердым и очень упругим.

Ни один человек не может уйти от реального материального мира, окружающего его и в котором он сам живёт. Природа, быт, техника и всё то, что нас окружает и в нас самих происходит, подчинено единым законам происхождения и развития – законам ФИЗИКИ.

Природа – настоящая физическая лаборатория, в которой человек должен быть активным наблюдателем, творцом, но не рабом природы, неспособным хотя бы приближенно объяснить наблюдаемые им природные явления. С самого рождения каждый человек знакомится с веществами, окружающими его, подрастая, человек начинает отличать разного рода жидкости от газов или твёрдых тел, понимая, какие отличительные свойства присущи веществам. В малом возрасте ребёнок не сильно задумывается над этими интересными признаками, не понимает, почему вода – это жидкость, а снег – твёрдое тело… Чем старше становится человек, тем шире становится область его знаний, тем глубже он понимает суть вещей. Так, для каждого человека наступает момент, когда под понятием жидкость он будет понимать не просто молоко или же воду, он поймёт, что жидкость, как и любой другой род материи, имеет свою классификацию, основные свойства. Основным свойством жидкости, отличающим её от других агрегатных состояний, является способность неограниченно менять форму под действием касательных механических напряжений, даже сколь угодно малых, практически сохраняя при этом объём. Жидкое состояние обычно считают промежуточным между твёрдым телом и газом: газ не сохраняет ни объём, ни форму, а твёрдое тело сохраняет и то, и другое. Жидкости делят на идеальные и реальные. Идеальные – невязкие жидкости, обладающие абсолютной подвижностью, т.е. отсутствием сил трения и касательных напряжений и абсолютной неизменностью. Реальные – вязкие жидкости, обладающие сжимаемостью, сопротивлением, растягивающим и сдвигающим усилиям и достаточной подвижностью, т.е. наличием сил трения и касательных напряжений.

Актуальность проекта:

Нас окружает огромное количество жидкостей. Жидкость окружает везде и всегда. Сами люди состоят из жидкости, вода дает нам жизнь, из воды мы вышли и к воде всегда возвращаемся. Мы все время сталкиваемся с использованием жидкостей, пьем чай, моем руки, заливаем бензин в автомобиль, наливаем масло на сковороду. Основным свойством жидкости является то, что она способна менять свою форму под действием механического воздействия.
Но оказалось, что не все жидкости ведут себя привычным образом. Это так называемые неньютоновские жидкости. Мы заинтересовалась необычными свойствами таких жидкостей и провели несколько опытов.

Гипотеза:
Провести опыты, в которых наглядно можно увидеть некоторые физические свойства неньютоновских жидкостей.

Цели проекта:
Получить неньютоновскую жидкость
Изучить некоторые физические свойства неньютоновской жидкости

Задачи проекта:
Собрать теоретический материал о неньютоновской жидкости
Опытным путём изучить некоторые физические свойства неньютоновских жидкостей (плотность, температура кипения, температура кристаллизации)
Узнать область применения неньютоновских жидкостей

Методы исследования:
Наблюдение
Изучение теоретических материалов
Проведение опытов
Анализ

Зыбучие пески — неньютоновская жидкость пустыни

Песок перераспределяется и начинает засасывать человека. Попытки выбраться самостоятельно приводят к разрежению воздуха, с титанической силой тянущего ноги назад. Усилие, нужное для высвобождения конечностей в этом случае сравнимо с весом машины.

Плотность зыбучих песков больше плотности подземных вод. Но плыть в них нельзя. Из-за повышенной влажности песчинки образуют вязкую субстанцию.

Любая попытка двигаться вызывает мощное противодействие. Песчаная масса, перемещающаяся с низкой скоростью, не успевает заполнить полость, которая образуется за сдвинутым предметом. В ней образуется вакуум. В ответ на резкие движения суспензия твердеет. Передвижение в зыбучих песках является возможным только в том случае, когда оно осуществляется очень плавно и медленно.

Ньютоновской жидкостью является любое текучее вещество, имеющее постоянную вязкость, не зависимую от внешнего напряжения, которое на него воздействует. Одним из примеров является вода. У неньютоновских жидкостей вязкость изменятся и напрямую зависит от скорости движения.

Объяснение

А что такое неньютоновская жидкость? И почему ее так называют?

Немного истории. В конце семнадцатого – начале восемнадцатого века в Англии жил-был знаменитый физик Исаак Ньютон. Это именно он открыл закон всемирного тяготения. Но сейчас не об этом.

Как-то раз Ньютон плавал себе на лодочке, сидя на веслах. И, так как Ньютон был очень внимательным человеком, то он заметил, что если грести веслами медленно и неторопливо, то весла сквозь воду будут проходить легко. А вот если приложить большую силу и начать грести намного быстрее, то весла проходят сквозь воду намного сложнее.

«Как же так?», — подумал физик. Думал он долго, проводил разные эксперименты и расчеты и в результате открыл еще один закон, который в самом простом изложении звучит так:

Вязкость, если попробовать сказать просто, это способность сопротивляться. Вы можете почувствовать это свойство воды во время купания в ванной. Попробуйте погрузить свою руку в воду медленно, вода не окажет вам сопротивления.

А если сильно хлопнуть по поверхности воды, то вы почувствуете ее сопротивление, может быть даже немного больно, так что осторожненько.

А можно ли воздействовать на воду с такой силой, чтобы она стала практически твердой? И может быть даже выдержала бы человека? Вот как на этом видео, например.

https://youtube.com/watch?v=A3SjbTg4Yak

Что мы здесь видим? Человек бежит по воде. Невообразимо! Здорово! Видимо он бежит так быстро и так сильно воздействует на поверхность водоема, что жидкость становится настолько вязкой, что позволяет от себя отталкиваться.

Как выяснилось, это просто шутка. Люди на видео бегали не по воде, а по мосткам, которые они спрятали под водой.

А чтобы действительно бегать по воде человеку массой 74 кг и размером ноги 42, необходимо бежать со скоростью 150 км/ч!

Так что бег по воде – это что-то из области фантастики. И это относится не только к воде, но и к молоку или маслу. Да ко всем жидкостям, которые подчиняются закону Ньютона.

Однако, далеко не все подчиняются этому закону. И такие «непокорные» жидкости называют неньютоновскими.  И именно такую жидкость, очень похожую на слизь, сделали ребята.

Для того, чтобы полученная субстанция стала очень твердой не требуется огромная сила. Достаточно совсем немножко постараться, и она уже изо всех сил сопротивляется. Именно по этой причине по неньютоновской жидкости можно бегать. Не верите? Посмотрите видео)

Интересно, не так ли?

Рецепт прост. Потребуется крахмал и вода, но только не горячая, а холодная. Опытным путем мы выяснили, что крахмала нужно положить в два раза больше, чем воды. Можно в воду добавить краситель, и тогда ваша слизь получится еще и цветной.

Можно ли обойтись без крахмала? Говорят, что можно, но мы не пробовали. Но рецепт будет таким:

Согласитесь, что вариант с крахмалом и водой намного проще. Да и все ингредиенты дома, под рукой, или в ближайшем продуктовом магазине.

Где применяют неньютоновские жидкости? Их, таких аномальных, немало, они широко используются  в различных отраслях промышленности. В нефтяной, например, в химической или перерабатывающей. Все эти жидкости являются искусственно созданными.

Но встречаются они и в природе. Например, болотная топь – это тоже неньютоновская жидкость. Подобно таким жидкостям ведут себя зыбучие пески в пустынях, они «засасывают» в себя все, что на них попадает.

Ну а мы, уже после завершения эксперимента и выключения видеокамеры, выяснили, что с такой аномальной жидкостью можно еще и в цирке выступать. Посмотрите видео)

На сегодня все, друзья. Попробуйте провести этот опыт самостоятельно, это очень интересно)

Еще больше опытов с водой найдете здесь. В следующую субботу, наша домашняя лаборатория порадует вас новым экспериментом. Возможно, будем делать искусственный снег. Не пропустите)

Ваши, Артём, Александра и Евгения Климкович.

Как играть?

Разобравшись, как сделать дома неньютоновскую жидкость, возникает вопрос, что с нею делать. Дети могут сами убедиться в изменении ее свойств следующим образом:

• Раскатывая шарик в руках, который будет ощущаться как твердое тело, но сразу же растечется после прекращения воздействия;
• Разминая смесь в руках или выливая ее из одной посудины в другую (если лить с достаточной высоты, то в другой посудине она будет больше похожа на твердую глину);
• Используя мощные колонки, на которые кладется пленка и выливается жидкость (если включить песню с достаточными вибрациями, то получатся так называемые «прыгающие червячки»).

В процессе тестирования жидкости, возьмите посудину поглубже и сделайте так называемый бассейн для игрушки. Если ребенок будет пытаться ею прыгать или бежать по поверхности, то она останется твердой. Но стоит остановиться, как игрушка утонет, будто в обычной воде.

Как сделать неньютоновскую жидкость в домашних условиях – интересные опыты

• наберите полную руку жидкости и сделайте из нее шарик. Помните и сдавите в руке. Если будете скатывать шарик быстро – масса твердеет. Если скатывать медленно – жидкость растечется по руке.
• поместите кисть руки в жидкость и попробуйте резко вытянуть руку. Ваши руки будут, как бы зацементированы в массе, и поднимут миску с жидкостью в воздух;
• медленно опустите руку в жидкость и резко сожмите там пальцы. Увидите, что между пальцами появилась твердая прослойка;
• хлопните сильно по тарелке с жидкостью ладонью. Ваши зрители разбегутся в стороны, чтобы не испачкаться. Но необычная жидкость останется в миске;
• перелейте субстанцию из одной посудины в другую. Вы увидите, что жидкость сверху льется, а внизу застывает.

Неньютоновская жидкость, изготовленная в домашних условиях, нигде не применяется. Она предназначена для развлечения. Попробуйте придумать с ней что-то новое, творите и изобретайте. Детям очень нравятся подобные эксперименты!

Как сделать неньютоновскую жидкость своими руками из крахмала дома? В этом материале вы найдете подробную инструкцию, фото и видео неньютоновской жидкости.

Как вы думаете, можно ли ходить по воде? Как ни странно, но это возможно, если воду заменить неньютоновской жидкостью. Как сделать неньютоновскую жидкость? Это просто, для эксперимента нам понадобятся 200 грамм крахмала, стакан холодной воды и динамик. Динамик должен быть достаточно большого размера.

Разрежем пакет с крахмалом и аккуратно насыпем его содержимое в миску. Теперь добавим в крахмал воды. Не добавляйте воды слишком много, иначе неньютоновская жидкость не получится.

Размешаем крахмал в воде. При размешивании можно почувствовать, что чем быстрее двигается в крахмале ложка, тем труднее его мешать. И наоборот, чем медленнее двигать ложкой, тем легче перемешивается субстанция.

Что же такое неньютоновская жидкость? Это жидкость, которая проявляет свойства твердых тел и жидкостей в зависимости от скорости воздействия на нее.

Посмотрите, я резко ударяю пальцем по жидкости. При каждом ударе она твердеет, и палец остается практически сухим. И чем быстрее двигается мой палец, тем тверже становится жидкость. А если я буду вводить палец медленно, то он будет легко входить в неньютоновскую жидкость.

А еще из неньютоновской жидкости можно скатать шарик. Вот я беру жидкость в руки и начинаю воздействовать на нее и она твердеет. Но как только я прекращаю воздействие, то твердый шарик превращается в жидкость.

Неньютоновскую жидкость можно катать по столу

Обратите внимание как часть жидкости, которая остается без воздействия, каплями скатывается в стороны

Давайте посмотрим, как поведет себя неньютоновская жидкость под воздействием звуковых волн. Подадим на колонку звук с частотой 100 герц. Посмотрите, какое шоу разворачивается на динамике. А теперь добавим немного краски.

Почему так происходит и неньютоновская жидкость становится то твердой, то текучей? Дело в том, что когда крахмал намокает, между его молекулами образуются прочные связи.

Когда ударная звуковая волна ударяет по молекулам, то связи между молекулами ведут себя как упругая пружина, поэтому крахмал затвердевает.

То же самое происходит при резком ударе пальцем. А вот если вводить палец медленно, то связи между молекулами легко рвутся.

Применять неньютоновскую жидкость можно, например, в бронежилетах. Когда пуля резко ударяет в бронежилет, неньютоновская жидкость распределит силу удара по большой площади и защитит солдата лучше.

Видео эксперимента про неньютоновскую жидкость

Любите экспериментировать с детьми? Тогда неньютоновская жидкость порадует всю семью. Эта субстанция, в зависимости от скорости работы, одновременно и жидкая, и вязкая. Как приготовить чудо-жидкость? Подробности в статье.

Как сделать неньютоновскую жидкость своими руками

Приготовить её можно легко в домашних условиях, рецепт простой и понятный. Для изготовления Вам понадобится:

• Крахмал, лучше кукурузный, но подойдёт и картофельный, 1 кг
• Вода 500 г.
• Глубокая миска или другая ёмкость для смешивания.
• Краситель по желанию.

Если хотите получить больше неньютоновской жидкости, то просто возьмите большее количество крахмала, главное чтобы соотношение к воде было 2:1, то есть на два стакана крахмала один стакан воды. А при игре с детьми краситель желательно использовать пищевой, так как малыши любят пробовать всё на вкус.

Для начала в миску насыпьте крахмал, затем, постепенно добавляя воду, перемешивайте до получения однородной массы, по консистенции схожей с киселём.  Мешать можно руками или ложкой.  Добавьте краситель. Когда Вы почувствуете, что смесь стала достаточно густой и вязкой, а при надавливании на её поверхность ложкой или пальцем, твердеет – она готова.

Развлечение и обучение

Что может быть лучше, чем совместное занятие с ребенком чем-то интересным и необычным? Тем более что это занятие будет действительно полезным не только детям, но и взрослым. Простота того, как сделать неньютоновскую жидкость в домашних условиях, позволяет создать интересное развлечение всего за пару минут. В результате получится игра, которая увлечет всю семью. Кроме того, она развивает моторику рук у детей.

Если по неньютоновской жидкости быстро ударить, то она поведет себя, как твердое тело, и вы почувствуете его упругость. Если медленно опустить в нее руку, то она не встретит никакого препятствия, и будет ощущение, что это вода.

Другая положительная сторона – это развитие воображения. При различных типах воздействия на жидкость она ведет себя весьма интересно. Если емкость с ней поставить на вибрирующую поверхность или просто быстро потрясти, то она начинает принимать очень необычные формы.

Не стоит забывать и об образовательной пользе. Такая жидкость позволяет на практике изучать простейшие основы физики – свойства твердого и жидкого тела.

Ньютоновская жидкость как сделать

Тут все очень просто — берем обыкновенный крахмал, при чем для создания ньютоноской жидкости подойдет любой и кукурузный и картофельный (я проверяла). Картофельный просто намного дешевле и его вы быстрее найдете в продаже.

Крахмал насыпаем в глубокое блюдо и заливаем холодной водой в пропорции 1:1, так получится более вязкая структура, а если смешать в пропорции 1:2, то структура будет более твердая.

Если хотите получить более насыщенный цвет добавьте в жидкость пищевой краситель.

Все мешаем до обнородности ложкой, а лучше рукой

Добавляем воду постепенно, обращая внимание на структуру (должна получиться киселеобразная) и получаем Ньютоновскую жидкость

Когда ребенок наиграется с жидкостью, ее можно перелить в любую емкость в которой её будет удобно хранить и оставить открытой. Вода испарится уже через пару часов и когда вы решите поиграть с ньютоновской жидкостью, просто добавьте воды в необходимой пропорции. Использовать крахмал можно неограниченное количество раз.

Игра с ней гарантировано увлечет надолго не только Вашего ребенка, но и всю семью.

Любопытные опыты с ньютоновской жидкостью

• Можно скатать шарик, а затем расслабить пальцы и наблюдать как шарик начинает течь сквозь них.
• Поместите любой предмет в жидкость можно руки, а можно к примеру чашку, а затем резко выдерните его и предмет поднимет емкость в воздух вместе с содержимым. Руки там окажутся просто зацементированными.
• Очень интересно наблюдать, как жидкость перетекает из одного блюдца в другое и твердеет.
• По жидкости можно постучать и наблюдать, что жидкость ведет себя как твердый предмет.

Ньютоновская жидкость в качестве игрушки примечательна ещё тем, что она полностью безопасна (в отличии от китайских лизунов). Если ребенок её даже и попробует, (хотя я не думаю, что она ему придется по вкусу), вреда она ему точно не принесет. Зато после игры комната, стол, стул и ванна буквально измазаны белыми пятнами которые к слову, очень легко смываются, как в прочем и руки ребенка!

Игра с ньютоновской жидкостью

Мы попробовали сделать лизун с помощью ньютоновской жидкости. Для этого взяли воздушный шарик и при помощи лейки наполнили его жидкостью. Хоть это было и не легко из-за вязкости

Затем завязали шарик и получили отличный антистресс с самовосстанавливающейся структурой.

Удачи в экспериментах и всегда отличного настроения!

Неньютоновская жидкость: что это такое, состав

Со школьного курса известно: вода — это жидкость, которая при наклоне выливается из сосуда. А вот неньютоновская субстанция не подчиняется законам физики. Доказательство тому — хэндгам, или «лизун» для рук.

Вот несколько интересных фактов о неньютоновской жидкости:

• Если состав быстро мять в руках, он становится твердым. Во время бездействия субстанция снова становится жидкой.
• При медленном наклоне сосуда жидкость течет как сметана. Но, если емкость резко перевернуть, ничего не прольется.
• Содержимое невозможно выплеснуть из емкости. Капли на поверхности превращаются в сухие комки.
• Предметы вязнут в субстанции, как в трясине. Но, если их быстро перемещать по поверхности, двигаются как по суше.

Почему так происходит? При сдавливании частицы крахмала соединяются и твердеют. В спокойном состоянии движение молекул не ограничено, поэтому масса остается жидкой.

Вязкость субстанции зависит от скорости воздействия: чем сильнее усилие, тем тверже масса.

Как сделать неньютоновскую жидкость? Чудо-смесь состоит из двух ингредиентов — воды и крахмала. От количества пропорций зависит вязкость состава.

Необычное средство для проведения опытов — отличный способ занять детей и взрослых.

Свойство — ньютоновская жидкость

Свойства ньютоновской жидкости были рассмотрены выше.
 

Свойства ньютоновской жидкости рассмотрены выше.
 

Свойствами ньютоновских жидкостей, описываемых реологическим уравнением ( 9), обладает большинство жидкостей и растворов со сравнительно малым молекулярным весом, а также все газы. Всевозможные коллоидные суспензии и даже слабые растворы полимеров, молекулы которых отличаются своей большой величиной, обладают особыми свой -, ствами, делающими их совершенно непохожими на вязкие ньютоновские жидкости. Кажущаяся их вязкость уже не является величиной, зависящей только от температуры или давления, а становится функцией скорости сдвига и других факторов: деформации, Движения и времени.
 

Свойствами ньютоновских жидкостей, описываемых реологическим уравнением ( 9), обладает большинство жидкостей, а также все газы.
 

Характерные зависимости напряжения сдвига от скорости деформации сдвига.

Свойствами ньютоновских жидкостей, описываемых уравнениями (2.2), обладает большинство чистых жидкостей и газов. Однако многие растворы, в том числе буровые и тампонажные, проявляют свойства, отличные от свойств ньютоновских жидкостей. Вязкость таких неньютоновских жидкостей зависит не только от температуры и давления, но и от скорости сдвига, деформации, времени, характера движения.
 

Характеристики мешалок.

Свойства полимерных растворов отличаются от свойств ньютоновских жидкостей. Согласно закону трения Ньютона, для ньютоновской жидкости зависимость касательного напряжения т от градиента скорости выражается прямой, проходящей через начало координат. В случае неньютоновских жидкостей ( бингамовских, псевдопластичных, дилатантных), к которым относятся растворы полимеров, имеют место различные отклонения от течения ньютоновских жидкостей.
 

LII. lg показывает зависимость мощности от давления и скорости нагнетания. Рисе XLII. 20 и XLII. 21 служат для определения гидростатического давления жидкостей, нагнетаемых в скважину.

Так как местные нефти и вода обладают свойствами ньютоновских жидкостей, потери на треппе для них определяют по обычным формулам.
 

При малых скоростях сдвига расплавы полимеров обладают свойствами ньютоновских жидкостей, поскольку их вязкость не зависит от скорости сдвига. При промежуточных значениях напряжения сдвига экспериментальные данные, полученные в условиях установившегося режима, можно описать одним из следующих степенных уравнений.
 

Если материал обладает реологическими свойствами, близкими к свойствам ньютоновской жидкости, то нормальное давление Р относительно невелико и проскальзывание внутри канала почти полностью отсутствует. Поэтому интенсивность смешения мягких материалов наряду с глубиной канала / г в значительной степени зависит от скорости U, определяющей скорость перемещения при сдвиге. Поскольку нагрузка на поршень достаточна для того, чтобы удержать материал в жестких границах, с увеличением величины 0 процесс смешения улучшается.
 

Следовательно, в указанном диапазоне концентраций вяжущее обладает свойствами ньютоновской жидкости.
 

Легко убедиться, что даже если расплав обладает свойствами ньютоновской жидкости ( v l), полученное выражение не является линейной функцией. Поэтому очевидно, что если изделие шприцуется через матрицу с таким сечением и при этом скорость приема изделия одинакова по всей его ширине, величина расхода с более широкой стороны профиля была бы непропорционально велика. Если нужно шприцевать профиль клиновидного сечения, то стенки матрицы со стороны более широкого основания должны быть сделаны выпуклыми.
 

Следовательно, в указанном диапазоне концентраций вяжущее обладает свойствами ньютоновской жидкости.
 

Способы создания ньютоновской жидкости дома

Итак, есть несколько простых способов, чтобы сделать ньютоновскую жидкость:

Первый способ

Вам необходимо смешать крахмал и воду, причем вымешивать такую смесь нужно тщательно, добавляя при этом воду. Если будет мало воды, то такая субстанция долго остается в твердом состоянии, если  вы добавляете много воды, то она очень быстро станет жидкой. Бывает и такое, что  воды у вас слишком много в миске, тогда нужно подождать немного: крахмал осядет, излишки воды вы можете слить  и  затем добавить некоторое количество крахмала.

Из полученного материала попробуйте сделать шарик, причем, если вы скатываете его быстро, он становится тверже, если вы делаете это медленно, то он будет растекаться по руке.

Второй способ или «флаббер обыкновенный»

В отдельную миску налейте 3/4 стакана воды и один стакан  клея ПВА, размешайте тщательно эти ингредиенты и приступайте к следующему этапу.

В другой миске вам необходимо смешать полстакана воды и 2 столовые ложки буры. Размешайте так, чтобы бура растворилась. Затем соедините два получившихся раствора и перемешайте.

Вы можете добавить краситель. После этого необходимо поместить полученную ньютоновскую жидкость в пакет, закрыть и размять. Полученную субстанцию можно хранить  в таком виде.

Третий способ « умный пластилин»

Для данного способа  вам понадобятся следующие компоненты: клей ПВА, тетрабарат натрия, пищевой краситель.

Берем миску, наливаем клей  (примерно 100 грамм), добавляем краситель и смешиваем. Далее вам нужно добавить тетрабарат натрия и перемешивать до тех пор, пока не образуется плотная масса.

Четвертый способ  «съедобная ньютоновская жидкость»

Берем кастрюлю, выливаем  сгущенку, ставим на медленный огонь, добавляем ложку крахмала, продолжая медленно помешивать. Как только жидкость загустеет, вы сможете добавить пищевой краситель  и снова все размешать. Оставьте полученную жидкость на окне для остывания. Будьте аккуратны, так как ньютоновская жидкость может оставлять пятна на одежде и других вещах.

Экспериментальная часть

В практической части мы провели несколько опытов.

Эксперимент №1 «Получение неньютоновской жидкости»

Цель: получить неньютоновскую жидкость и проверить, как она ведёт себя в обычных условиях.

Оборудование: вода, крахмал, чаша.

Ход эксперимента:
1 Взяли чашу с водой и крахмал. Смешали в равных долях вещества.
2 Получилась белая жидкость.

Заметили, если мешать быстро, чувствуется сопротивление, а если медленнее, то нет. Получившуюся жидкость можно налить в руку и попробовать скатать шарик. При воздействии на жидкость, пока мы будем катать шарик, в руках будет твердый шар из жидкости, причем, чем быстрее и сильнее мы будем на него воздействовать, тем плотнее и тверже будет наш шарик. Как только мы разожмем руки, твердый до этого времени шар тут же растечется по руке. Связано это будет с тем, что после прекращения воздействия на него, жидкость снова примет свойства жидкой фазы.

Эксперимент №2 «Изучение некоторых физических свойств неньютоновских жидкостей»

Для изучения свойств мы взяли смесь крахмала с водой, полученную в предыдущем эксперименте, гель для душа и подсолнечное масло.

Цель этого эксперимента: опытным путём определить плотность, температуру кипения и температуру кристаллизации данных жидкостей.

В результате проведённых опытов, мы получили следующие данные:

Эксперимент №3 «Изучение влияния магнитных полей на неньютоновскую жидкость»

Эксперименты с ферромагнитной жидкостью широко распространены в виде видеороликов в интернете. Дело в том, что данный вид жидкости под действием магнита совершает определенные движения, что делает эксперименты очень зрелищными.

Ферромагнитную жидкость можно изготовить своими руками в домашних условиях. Для этого возьмём масло (подойдет моторное, подсолнечное и прочие), а также тонер для лазерного принтера (субстанция в виде порошка). Теперь смешаем оба ингредиента до консистенции сметаны.

Для того, чтобы эффект был максимальным, погреем получившуюся смесь на водяной бане в течение приблизительно получаса, не забывая при этом ее помешивать.
Ферромагнитная жидкость (феррофлюид) – это жидкость, которая сильно поляризуется под воздействием магнитного поля. Проще говоря, если приблизить обычный магнит к этой жидкости, она производит определенные движения, например, становится похожей на ежика, встает горбом и т.д.

Изготовление игрушки — лизуна

Самая первая игрушка-лизун или слайм (slime) была сделана компанией Mattel в 1976 году. Игрушка-Лизун заслужила популярность благодаря своим забавным свойствам – одновременно текучести, эластичности и возможности постоянно трансформироваться. Обладающий свойствами неньютоновской жидкости, игрушка-лизун быстро стала безумно популярной у детей и взрослых. Лизуна можно было купить не везде, но забавную игрушку скоро научились делать в домашних условиях.

Изготовление лизуна своими руками и в домашних условиях отличается от оригинального рецепта. Поэтому будем использовать более доступные вещества:

1. Клей ПВА. Белый, желательно свежий клей можно купить в любом канцелярском или строительном магазине. Клея для Лизуна нам понадобится примерно половина обычного стакана, около 100 гр.
2. Вода – самая обычная вода из-под крана. При желании можно взять кипяченую, комнатной температуры. Понадобится немного больше стакана.
3. Тетраборат натрия, боракс или бура. Может быть приобретен в аптеке, в форме 4%-ного раствора.
4. Пищевой краситель или несколько капель зеленки. Оригинальный лизун – зеленый, и зеленка отлично подходит на роль подкрашивающего вещества.
5. Мерный стакан, посуда и палочка для смешивания. В качестве палочки можно взять карандаш, ложку или любой другой подходящий предмет.

Переходим к самому процессу создания лизуна:

Растворяем столовую ложку боракса в стакане воды.
— Четверть стакана воды и четверть стакана клея превращаем в однородную смесь в другой посуде. При желании туда же добавляем краситель.
— Перемешивая клеевую смесь, постепенно добавляем туда раствор буры, примерно полстакана. Мешаем до получения желеобразной однородной массы.
— Проверяем результат: загустевшая субстанция, собственно, и является игрушкой лизуном. Ее можно выложить на стол, помять и проверить все ее оригинальные свойства.

Как сделать неньютоновскую жидкость в домашних условиях?

Евгения Климкович

Здравствуйте, друзья! Приветствуем вас в нашей домашней лаборатории!

И чего уже только не делали юные экспериментаторы Артём и Александра. И цветное мороженное готовили, и йод в синий цвет окрашивали, и волшебные масляные капли изобретали. Но им все мало! И сегодня ребята решили выяснить, как сделать неньютоновскую жидкость в домашних условиях. Возможно ли это?

Как выяснилось, вполне возможно. Доказательство на видео ниже.

Объяснение

А что такое неньютоновская жидкость? И почему ее так называют?

Немного истории. В конце семнадцатого – начале восемнадцатого века в Англии жил-был знаменитый физик Исаак Ньютон. Это именно он открыл закон всемирного тяготения. Но сейчас не об этом.

Как-то раз Ньютон плавал себе на лодочке, сидя на веслах. И, так как Ньютон был очень внимательным человеком, то он заметил, что если грести веслами медленно и неторопливо, то весла сквозь воду будут проходить легко. А вот если приложить большую силу и начать грести намного быстрее, то весла проходят сквозь воду намного сложнее.

«Как же так?», — подумал физик. Думал он долго, проводил разные эксперименты и расчеты и в результате открыл еще один закон, который в самом простом изложении звучит так:

Вязкость жидкость увеличивается пропорционально силе воздействия на нее.

Вязкость, если попробовать сказать просто, это способность сопротивляться. Вы можете почувствовать это свойство воды во время купания в ванной. Попробуйте погрузить свою руку в воду медленно, вода не окажет вам сопротивления.

А если сильно хлопнуть по поверхности воды, то вы почувствуете ее сопротивление, может быть даже немного больно, так что осторожненько.

А можно ли воздействовать на воду с такой силой, чтобы она стала практически твердой? И может быть даже выдержала бы человека? Вот как на этом видео, например.

Что мы здесь видим? Человек бежит по воде. Невообразимо! Здорово! Видимо он бежит так быстро и так сильно воздействует на поверхность водоема, что жидкость становится настолько вязкой, что позволяет от себя отталкиваться.

Как выяснилось, это просто шутка. Люди на видео бегали не по воде, а по мосткам, которые они спрятали под водой.

А чтобы действительно бегать по воде человеку массой 74 кг и размером ноги 42, необходимо бежать со скоростью 150 км/ч!

Для справки. Самый высокоскоростной человек на планете – это Усейн Болт. Ямайский спортсмен. Его максимальная скорость – 37,578 км/ч.

Так что бег по воде – это что-то из области фантастики. И это относится не только к воде, но и к молоку или маслу. Да ко всем жидкостям, которые подчиняются закону Ньютона.

Для того, чтобы полученная субстанция стала очень твердой не требуется огромная сила. Достаточно совсем немножко постараться, и она уже изо всех сил сопротивляется. Именно по этой причине по неньютоновской жидкости можно бегать. Не верите? Посмотрите видео)

Интересно, не так ли?

Рецепт прост. Потребуется крахмал и вода, но только не горячая, а холодная. Опытным путем мы выяснили, что крахмала нужно положить в два раза больше, чем воды. Можно в воду добавить краситель, и тогда ваша слизь получится еще и цветной.

Можно ли обойтись без крахмала? Говорят, что можно, но мы не пробовали. Но рецепт будет таким:

В одной мисочке нужно смешать ¾ стакана воды с 1 стаканом клея ПВА.

В другой мисочке смешать ½ стакана воды и 2 ст. ложки буры.

Потом соединить эти два раствора и перемешать.

Согласитесь, что вариант с крахмалом и водой намного проще. Да и все ингредиенты дома, под рукой, или в ближайшем продуктовом магазине.

Где применяют неньютоновские жидкости? Их, таких аномальных, немало, они широко используются в различных отраслях промышленности. В нефтяной, например, в химической или перерабатывающей. Все эти жидкости являются искусственно созданными.

Но встречаются они и в природе. Например, болотная топь – это тоже неньютоновская жидкость. Подобно таким жидкостям ведут себя зыбучие пески в пустынях, они «засасывают» в себя все, что на них попадает.

Ну а мы, уже после завершения эксперимента и выключения видеокамеры, выяснили, что с такой аномальной жидкостью можно еще и в цирке выступать. Посмотрите видео)

Еще больше опытов с водой найдете здесь. В следующую субботу, наша домашняя лаборатория порадует вас новым экспериментом. Возможно, будем делать искусственный снег. Не пропустите)

Ваши, Артём, Александра и Евгения Климкович.

Где применяют неньютоновские жидкости

Аномальные субстанции используют в таких отраслях:

• В военном деле — производство бронежилетов с технологией «жидкой брони». В месте удара наполнитель мгновенно затвердевает. В обычном состоянии жилет мягкий и эластичный.
• В производстве автомобилей. Специальные суспензии добавляют в масла для снижения трения при высоких оборотах мотора.
• В нефтяной промышленности. Полимерные добавки применяют для уменьшения коэффициента сопротивления в трубопроводах.
• В тушении пожаров. Чтобы увеличить длину струи из брандспойта, в раствор для тушения огня примешивают полимеры.
• В косметической промышленности. Синтетические ингредиенты, масла, воски добавляют в состав косметики, чтобы придать вязкость.

Литература

Методические материалы:

1. А. В.Перышкин. Физика 7 класс, Дрофа, Москва 2008 г.
2. Зарембо Л.К., Болотовский Б.М., Стаханов И.П. и др. Школьникам о современной физике. Просвещение,2006г.
3. Кабардин О.Ф., Физика, справочные материалы, Просвещение, 1988

Интернет-ресурсы:

http://ru.wikipedia.orghttp://www.google.ruhttp://nglib.ruhttp://ngpedia.ru

Работу выполнили:
Скибин Илья, ученик 9 класса
Харитонов Вадим, ученик 9 класса

Руководитель:
Гиевская Людмила Ивановна
учитель физики

Муниципальное казённое общеобразовательное учреждение
Новокалитвенская средняя общеобразовательная школа
Россошанского муниципального района
Воронежской области