Как приготовить ньютоновскую жидкость
Как приготовить ньютоновскую жидкость
Неньютоновская жидкость
Опыты и эксперименты для детей младшего возраста
Пожалуй, ни одно научное шоу для детей сегодня не обходится без неньютоновской жидкости: простые и эффектные опыты не требуют больших затрат, а реализовать их под силу любой маме. Нужны всего-то вода и крахмал!
Однажды на таком научном шоу на свежем воздухе довелось наблюдать даже неглубокую длинную яму, наполненную «волшебной» крахмальной смесью: когда ребенок стоял в ней, то погружался в жидкость, а когда бежал, то она чудесным образом превращалась под его ногами в твердую поверхность. Ну, если разогнаться как следует!
” Приготовить дома неньютоновскую жидкость очень просто: для этого нужно смешать крахмал с теплой водой, причем точные пропорции соблюдать необязательно. Одинаково хорошо «работают» и суспензии 1:1, и 2 части крахмала на одну часть воды, так что разбавляйте крахмал не нервничая и не беспокоясь о том, что перельете или недольете воду.
Как играть с неньютоновской жидкостью?
Можно сминать ее в руках, отмечая, как она внезапно становится твердой, но пластичной; лепить фигурки, которые тут же растекаются лужицей. Интересный эффект получается, если попытаться переливать неньютоновскую жидкость из чашки в чашку: она течет ровной струей, но стоит встряхнуть посуду, и жидкость затвердевает, словно по команде «замри!»
Неньютоновская жидкость реагирует не только на механическое воздействие, но и, к примеру, на звуковые волны; если у вас есть достаточно мощный динамик, она будет «танцевать» под музыку. если потихоньку подсыпать в нее при этом пищевые красители, эффект будет незабываемым!
Наконец, если не жалко крахмала, можно наполнить неньютоновской жидкостью ванну – не до верха, разумеется, только сантиметров 10. Детям нравится прыгать на твердой поверхности, и, остановившись, «тонуть» в ней!
Объяснение опыта
Что происходит с жидкостью, когда вы пытаетесь на нее воздействовать (например, размешиваете ложкой воду в кастрюле)? Вы перемещаете одну часть жидкости (рядом с ложкой) относительно другой (у стенки кастрюли). При этом разрываются связи, удерживающие молекулы воды вместе – именно на это затрачиваются ваши усилия. Одни жидкости (и, кстати, газы тоже) перемешивать легче, другие – труднее.
Для множества жидкостей существует линейная зависимость между ῖ и Ῠ, собственно она такова и для воды. Именно на это обратил внимание Исаак Ньютон, заметивший, что грести веслами быстро намного тяжелее, чем делать это медленно:
«Сопротивление, происходящее от недостатка скользкости жидкости, при прочих одинаковых условиях предполагается пропорциональным скорости, с которою частицы жидкости разъединяются друг от друга»
” Иными словами, вязкость ньютоновских жидкостей постоянна, с какой бы скоростью они не текли (зато зависит от давления и температуры). Но так происходит не со всеми жидкостями. Те из них, которые с изменением скорости движения становятся более или менее текучими, называют неньютоновскими.
Их, в свою очередь, можно разделить на несколько классов:
Псевдопластик — при медленных движениях вязкость велика, затем убывает.
Дилатантная жидкость — вязкость растёт с увеличением скорости.
Именно к последним (дилантантным) относится разведенный в воде крахмал: его молекулы слишком велики, чтобы разные слои жидкости могли свободно двигаться один относительно другого, при резком смещении слоев они буквально «цепляются» друг за друга.
Как сделать неньютоновскую жидкость в домашних условиях
Пасмурная осенняя погода – не повод скучать у окошка или за очередной игрой на ноутбуке. Самое время удивить своих родных домашними экспериментами, один из которых – создание неньютоновской жидкости. В статье мы расскажем об одном из экспериментов занимательной физики.
Что такое неньютоновская жидкость
Неньютоновская жидкость названа в честь знаменитого английского физика Исаака Ньютона. Этот первооткрыватель закона всемирного тяготения известен не только своей любовью к яблокам. Однажды, плавая на лодочке по реке, он заметил, что весла странно себя ведут. Чем с большей силой он греб веслами, тем большее сопротивление оказывала вода. Если же он весла отпускал, греб медленно, то и вода по ним проходила легко.
Так, Исаак Ньютон сформулировал еще один закон физики: «Вязкость жидкости пропорциональна воздействию на нее». Если по воде шлепнуть рукой, то сопротивление воды будет ощутимо. Если же руку просто опустить в воду, то вода практически не сопротивляется.
Но не все жидкости подчиняются этому закону. Некоторые жидкие субстанции, например, слизь, ведут себя так, будто им закон Ньютона не писан. Их и назвали неньютоновскими.
Как сделать неньютоновскую жидкость
Самый простой и незамысловатый способ изготовления – воспользоваться помощью крахмала.
Рецепт с крахмалом
Для этого нам понадобятся:
В крахмал медленно (главное условие!) добавляем воду комнатной температуры и тщательно размешиваем. По консистенции полученный материал должен напоминать кисель. Чтобы сделать субстанцию цветной, можно добавить пищевой краситель.
Такая неньютоновская жидкость удивит своими свойствами не только детей, но и взрослых.
Вот какие эксперименты можно с ней провести:
Если крахмала среди домашних припасов нет, можно поэкспериментировать и без него.
Рецепт с клеем ПВА
Для этого рецепта понадобятся следующие ингредиенты:
В одной емкости тщательно смешиваем клей ПВА и три четверти стакана воды. В другой емкости смешиваем 2 столовых ложки буры и половину стакана воды. Перемешать до полного растворения буры. Затем соединяем обе жидкости в одну, при необходимости добавляем цветной краситель и снова все тщательно перемешиваем. Полученную субстанцию можно положить в пакет и оставить храниться в холодильнике, а при необходимости снова достать для игр.
«Вкусный» рецепт неньютоновской жидкости
Этому рецепту особенно порадуются детки-сладкоежки.
Банку сгущенки выливаем в кастрюльку и ставим на небольшой огонь на плиту. Добавляем столовую ложку крахмала, помешиваем и варим, пока жидкость не загустеет. В полученную субстанцию также для красоты можно добавить пищевой краситель. После того как масса станет однородной и загустеет, необходимо снять ее с плиты и поставить остужаться. Когда дети вдоволь наиграются с тем, что получилось, сладкое вещество с удивительными свойствами можно будет съесть.
Неньютоновская жидкость в природе и в быту
Самым известным воплощением неньютоновской жидкости в природе являются зыбучие пески. Из-за необычной формы песчинок они обладают свойствами как твердых, так и жидких материй. Поток воды, циркулирующий под зыбучими песками, делает песок рыхлым. Когда человек наступает на него, песчинки перераспределяются, и его начинает засасывать. Чем сильнее человек сопротивляется, тем с большей скоростью он погружается в песок. Единственный способ выбраться – двигаться максимально медленно и плавно. Аналогичными свойствами обладает и болотная трясина, которая погубила немало людей, не знавших о свойствах неньютоновской жидкости.
Самым интересным применением неньютоновской жидкости в быту стала игрушка «Лизун», которая была произведена впервые в 1976 году. Из-за своих удивительных свойств она моментально приобрела необыкновенную популярность. Эластичность, текучесть, способность бесконечно трансформироваться сделали «Лизуна» одним из самых желанных приобретений для детей того времени. Игрушка пользуется спросом и сегодня.
Также неньютоновскую жидкость научились применять в химической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности. Свойствами данной субстанции обладают сточные грязи, жидкое мыло, зубная паста.
Что такое ньютоновская жидкость
Ньютоновская жидкость – это текучее вещество, которое, в отличие от своего антагониста, подчиняется закону о вязкости Исаака Ньютона. Каких-то особых рецептов изготовления она не требует. Подобных субстанций вокруг нас множество – вода, растительное масло, молоко, сок. С какой бы силой на них ни воздействовали, перемешивают ли или переливают их, они все равно сохраняют свои жидкие свойства. Такая жидкость не застывает, если ее переливать из кружки в кружку, и не собирается в комочки, если по ней провести рукой.
Видео
Посмотрите, как в домашних условиях сделать неньютоновскую жидкость своими руками.
Как сделать неньютоновскую жидкость своими руками и проводить эксперименты с ней
Данная инструкция покажет вам, как можно приготовить простую неньютоновскую жидкость своими руками — рецепт из кукурузного крахмала и воды.
Неньютоновская жидкость превращается в твердое вещество, при резком внешнем воздействии на нее и обратно в жидкость – при прекращении воздействия. Причиной такого поведения является то, что она создана из молекул большого размера. Сцепление между такими молекулами не очень велико, и данные молекулы достаточно свободно скользят относительно друг друга.
Вязкость в значительной мере определяется характером внешнего воздействия. Чем быстрее происходит внешнее воздействие на взвешенные макромолекулы связующего вещества, тем выше вязкость.
Как сделать неньютоновскую жидкость в домашних условиях, материалы, необходимые для эксперимента:
Шаг 1: Смешиваем
Налейте воду в большую миску или контейнер, затем постепенно добавляйте туда кукурузный крахмал, пока смесь не станет густой настолько, что ее сложно будет перемешивать. У вас должна получиться сиропообразная смесь. При надавливании на поверхность такой смеси ложкой или пальцем, вы почувствуете сопротивление жидкости, а затем поверхность должна медленно выровняться.
Шаг 2: Жидкость
Вы можете заметить, что если жидкость оставить на некоторое время в спокойном состоянии, то твердые частицы крахмала выпадут на дно контейнера. Чтобы восстановить структуру, просто перемешайте ее.
Во время размешивания можно почувствовать, что чем больше скорость размешивания, тем выше становится вязкость.
Добавьте еще больше кукурузного крахмала в вашу смесь. Теперь вы будете лучше чувствовать реакцию жидкости на внешнее воздействие.
Посмотрите видео проведения опытов:
Шаг 3: Эксперимент: Нагревание
Отлейте часть в чистую емкость и поместите в микроволновую печь примерно на 45 секунд на половину мощности печи. В результате вы получите нечто похожее на яйцо с желтой серединой и белым внешним кольцом.
Вы можете посмотреть видео опыта с микроволновой печью:
Шаг 4: Эксперимент: Лед (версия 1)
Для выполнения данного эксперимента, налейте в чашку неньютоновскую жидкость, поместите ее в морозильную камеру и оставьте там на некоторое время. По прошествии времени, на поверхности образуются линии, похожие на рисунки, которые создает зимой мороз на стеклах.
Шаг 5: Эксперимент: Лед (версия 2)
Поместите чашку в ледяную ванну. Вещество затвердеет и будет трескаться, ломаться, но обратно в жидкость не превратится.
Попробуйте придумать и провести другие эксперименты.
Шаг 6: Попробуйте провести следующие эксперименты
Прежде, чем нагревать смесь в СВЧ-печи, добавьте в нее больше воды.
Из смеси можно делать мыльные пузыри.
Чем сильнее ударять пальцем о поверхность жидкости, тем крепче она становится. В какой-то момент может показаться, что вы ударяете пальцем о бетон. Пуля, выпущенная из винтовки по емкости с таким наполнителем застрянет в жидкости, а не пробьет емкость на вылет.
В настоящее время, военные даже пытаются использовать ее в качестве брони.
Не стоит проводить подобных испытаний (имеется ввиду с оружием), если вы не обучены должным образом.
Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.
Сайт про изобретения своими руками
МозгоЧины
Сайт про изобретения своими руками
Как изготовить неньютоновскую жидкость самостоятельно в домашних условиях
Как изготовить неньютоновскую жидкость самостоятельно в домашних условиях
С жидкостью мы сталкиваемся ежедневно. Но вы слышали о жидкости, которая становится твердой, если на нее воздействовать? В статье мы расскажем об интересной, неньютоновская жидкости. Подвергаясь физическому, звуковому или механическому воздействию она меняет свойства вязкости и плотности. Если нагрузка небольшая — становится эластичной, при сильной нагрузке твердая и упругая.
Давайте сравним ньютоновскую и неньютоновскую жидкость. Оказывая любое влияние на обычную жидкость, она всегда изменяется. Оказывая воздействие на неньютоновскую — она начнет проявлять свойства твердого тела.
Определение и примеры
Природный пример неньютоновской жидкости — болотные трясины, зыбучие пески, грунтовые плывуны. Ступая в зыбучий песок или в болото, начнешь погружаться под слой песка и воды, но стоит приложить силу и хлопнуть по поверхности рукой, она моментально станет твердой.
Немного истории
Знаменитый физик Исаак Ньютон заметил, что, если плыть по реке и быстро грести веслами – так намного сложнее, нежели, это делать медленно. Эта мысль натолкнула его сформулировать закон, что вязкость жидкости увеличивается пропорционально силы воздействия на нее.
Неньютоновские жидкости, которые вы встречаете каждый день – масляные краски, тушь для ресниц, болото, кровь и многое другое.
Есть раздел в науке, который занимается изучение неньютоновской жидкости – реология. Это раздел в физике, где изучают деформацию и текучесть вещества.
Применение неньютоновских жидкостей
Она применяется во многих сферах деятельности – военные разработки, автопромышленность, косметология, кулинария.
В военном производстве разрабатывают новое поколение бронежилетов. Учеными был создан прототип бронежилета нового поколения. Между слоями жилета используют специальный жидкий состав, которая при ударе распределяется по всему бронежилету.
Если в такой жилет попадет пуля, то она не пробьет его, а застрянет внутри. Также применяется при других разработках, например, инновационный материал, из которого делают снаряжение для горнолыжников. Данный материал приставляет собой отдельные ячейки с жидкой и твердой фазой.
В косметологии используют свойства неньютоновской жидкости, чтобы косметика не растекалась по лицу, а держалась красивым макияжем. Примеры из косметологии – различные крема, тональные основы, туши, блески. К каждому продукту подбираются индивидуальные показатели вязкости.
В автомобильной промышленности тоже используют свойства неньютоновсих жидкостей, например, моторные масла. При работе двигателя они уменьшают свою вязкость в несколько десятков раз.
В качестве примера из кулинарии можно привести кетчуп, майонез, сливочное масло.
Неньютоновские жидкости уже больше 50 лет используют в пожаротушении. Благодаря полимеру длина струи из бронзбойта почти в 2 раза длиннее.
Неньютоновская жидкость применяется во многих производственных процессах нефтепроизводства.
Классификация и свойства
Основные свойства неньютоновскй жидкости:
Как сделать неньютоновскую жидкость дома
Сейчас продают готовый набор с домашними опытами для всей семьи. Дальше мы расскажем, как приготовить ее в домашних условиях и какие опыты можно провести. Рецепт неньютоновской жидкости очень прост. Ингредиенты есть в каждом доме. На фото видно, как сделать раствор, и какие опыты провести.
Для неньютоновской жидкости нам понадобиться 2 ингредиента — крахмал и вода в пропорции 1 к 1. Пропорция может быть немного другой — все зависит от крахмала. Если вы будите видеть, что раствор слишком жидкий, добавьте еще крахмал. В миску с водой добавляем крахмал и начинаем размешивать.
Смесь станет густой и мешать ее будет трудно. Можете надавить на поверхность и почувствуете сопротивление. Оставьте раствор в покое и частицы крахмала выпадут на дно. Если вы начнете обратно смешивать, то смесь обратно начнет твердеть. Если размешивать быстро, то вязкость становится выше.
Опыты в домашних условиях
Опыты с ньютоновской жидкостью понравятся не только детям, но и взрослым.
Делаем всем знакомый из детства лизун или популярный слайм
Все помнят разноцветных лизунов, их можно было разминать руками, они не прилипали к коже и весело стекали по стене. Сделать такой лизун можно дома имея следующие ингредиенты — банка клея пва, понадобиться примерно 100 грамм, стакан воды и тетроборат натрия, который подают в любой аптеке в виде раствора или порошка.
Можно использовать различные пищевые красители, а для декора блестки и косметическую пудру.
В глубокой емкости смешиваем воду, клей и краситель. Аккуратно добавляем столовую ложку тетробората натрия, и все смешиваем. Наша жидкость становится густой и тягучей. Игрушка готова. Для сохранности лизун желательно хранить в закрытых емкостях и не допускать попадания прямых солнечных лучей.
Популярные сегодня слаймы – это тоже пример неньютоновской жидкости. Сделать их тоже легко в домашних условиях.
Как хранить неньютоновскую жидкость
Как только вы оставляете жидкость в покое на несколько часов, она начинает засыхать. Но стоит добавить воды, и вы снова можете проводить опыты всей семьей.
Лучше хранить в закрытой емкости. Если вы наигрались и хотите вылить, то дождитесь ее засыхания и утилизируйте в урну. В канализацию смывать нельзя.
Каждый день мы сталкиваемся с неньютоновской жидкостью. Мы рассказали, как легко из обычного крахмала дома приготовить необычную воду и провести с детьми опыты. А опыты с ней не только веселые, но и помогают легким языком изучать законы физики.
Неньютоновская жидкость полностью не изучена наукой, но ученые уверены, что благодаря ей произойдет прорыв во многих сферах производства.
Неньютоновская жидкость для детей: делаем дома и играем
Дети познают мир эмпирически – через собственный опыт. Поэтому они любят эксперименты. С помощью неньютоновской жидкости в игровой форме можно рассказать ребёнку о физических свойствах разных веществ. Они смогут почувствовать себя настоящими учёными. Расскажем, как приготовить вязкую субстанцию в домашних условиях и какие опыты можно провести с чудо-жидкостью.
Содержание
Физика – это не только сложный школьный предмет для старшеклассников, но и интересные, достаточно простые в реализации опыты для детей. Проводить их можно всей семьёй.
Мы привыкли к тому, что жидкость льётся, как вода. Но неньютоновская жидкость особенная, она может быть тягучей, пластичной или вязкой, в зависимости от того, какое усилие к ней приложено. Состояние вещества зависит от скорости манипуляций. Если плавно наклонить стакан с неньютоновской жидкостью, она начнёт переливаться через край, как сметана. Но если перевернуть стакан быстро, то всё вещество затвердеет и останется на дне.
Лепка неньютоновской жидкости руками способствует развитию сенсорной чувствительности, совершенствованию мелкой моторики. Занятия действуют успокаивающе, снижают возбудимость, тренируют усидчивость и аккуратность. Поэтому мы очень рекомендуем провести эксперимент с ребёнком, а мы расскажем, как это сделать.
Почему неньютоновскую жидкость так назвали
Исаак Ньютон – учёный, физик, который сделал множество научных открытий. Одна из его идей заключалась в изучении свойств жидкостей, а именно – их вязкости. Он предложил формулу, согласно которой консистенция жидкостей не меняется в зависимости от скорости движения.
Какой-то период эта идея была главенствующей в научном мире, пока не нашли такие жидкие субстанции, которые противоречат этой формуле. Тогда произошло разделение всех жидкостей на ньютоновские и неньютоновские. Одни имеют постоянную вязкость, как вода, а другие – изменчивую. Названия произошли от имени учёного.
В неньютоновских жидкостях густота субстанции зависит от возникающего при движении внутреннего трения между частицами. Чем больше скорость, тем выше трение и, соответственно, более густая консистенция. По такому принципу «работает» популярная игрушка для детей HandGum, которую также называют умным пластилином или жвачкой для рук.
Как сделать неньютоновскую жидкость?
Сделать неньютоновскую жидкость можно дома, не прилагая к этому особых усилий. Она отлично подойдет для игры с детьми или даже показа фокусов.
Как появилось данное понятие?
Впервые на особенности вязкости жидкостей обратил внимание Исаак Ньютон. Он отметил, что при уменьшении скорости тока жидкости ее сопротивление снижается. Эти данные легко проверить, если попытаться грести веслами быстро и медленно – последнее определенно проще. Работа Ньютона послужила началом изучению реологических свойств жидкостей, и тогда же были открыты специфические смеси из крупных молекул, которые не совсем подчиняются общепринятым законам. Их назвали неньютоновскими и стали активно изучать, в прочем, без особого толка.
Особенности приготовления
Для создания неньютоновской жидкости в домашних условиях следует взять холодную воду, крахмал (кукурузный или картофельный – не важно), глубокую посудину. Алгоритм приготовления:
Чтобы убедиться, что вы правильно смешали воду с крахмалом, рукой помешайте субстанцию, постепенно ускоряясь. Жидкость начнет затвердевать, а вы почувствуете, как сопротивление будет усиливаться с увеличением силы перемешивания. Как только рука остановится – смесь снова станет обычной жидкостью. После этого можно показывать фокус ребенку и играть с ним.
Неньютоновскую жидкость можно сделать с клеем ПВА и бурой, но тогда нужно пристально следить, чтобы дети не потянули интересную штуку в рот. Для этого понадобится два стакана с водой (один заполнен наполовину, другой на три четверти), стакан клея и столовая ложка буры. Клей добавляют в более полный стакан, а буру в заполненный до половины. Обе смеси тщательно размешивают и соединяют в одной посудине. Держать такую субстанцию лучше в холодильнике, ведь каждый раз готовить заново не очень удобно.
Как играть?
Разобравшись, как сделать дома неньютоновскую жидкость, возникает вопрос, что с нею делать. Дети могут сами убедиться в изменении ее свойств следующим образом:
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.
Можно ли где-то использовать?
Несмотря на столь интересные свойства, неньютоновская жидкость не нашла своего практического применения. Ее характеристики настолько неустойчивы и трудно прогнозируемы, что даже в век развития технологий она годится только для игр с детьми.
Огромным достоинством жидкости является ее полная безопасность, поэтому родители могут играть даже с грудными детьми. Если малышу придет в голову попробовать необычную субстанцию, то вреда от этого не будет. Исключение составляют окрашенные жидкости, но если применять пищевые красители, то можно без опасений оставить ребенка одного с такой интересной игрой. Единственное: не удивляйтесь, если по возвращении застанете грязных ребенка, кухню и даже проходящего мимо кота.
Как сделать неньютоновскую жидкость и идеи для игр с ней
 |
| Неньютоновская жидкость из крахмала |
Первые необычности мы заметили еще на этапе смешивания жидкости. По виду и консистенции оно похоже на тесто для блинов. Но вот размешать ее достаточно сложно – она упирается рукам изо всех сил. И кажется, что крахмал так и не растворится в воде. И, действительно, он не растворится. Именно поэтому у жидкости такие интересные свойства. У нас получится суспензия – частички этой жидкости так и остаются обособленными друг от друга и от воды.
Но как только мы перестали стараться размешать крахмал, мы увидели, что жидкость уже перемешана и даже получилась очень однородной. Теперь с ней можно играть и изучать ее свойства.
Что делать с неньютоновской жидкостью?
Сначала мы изучали ее просто на ощупь.
Если быстро мять ее пальцами, сгребать в горсть, лепить комочки, то она ощущается как твердая. Но как только остановишься – все комочки буквально утекают сквозь пальцы. Это уже само по-себе очень необычное явление, с которым можно возиться целый час!
 |
| Если жидкость мять в руках – то она затвердевает |
 |
| Если жидкость оставить в покое – она стекает |
А еще можно попробовать “переливать” жидкость.
Если медленно наклонять миску, то жидкость течет как сметана. Но если резко ее наклонить – она совсем не течет. Поэтому дети придумали фокус, чтобы удивить папу. Витя показал ему миску с колышущейся белой водичкой и сказал, что выльет ее сейчас себе на голову. И не успел папа запротестовать, как Витя опрокинул миску с водой над своей головой – и ничего не произошло, жидкость просто не вылилась! Даже я, которая уже знала, что так и должно случиться, ахнула! Что же говорить о непосвященном в секрет фокуса человеке! Надо будет запомнить этот фокус – покажем на каком-нибудь детском празднике 😉
 |
| Жидкость медленно стекает вниз, но ее невозможно ни взболтнуть, ни выплеснуть |
 |
| Если емкость с жидкостью резко перевернуть, то она не вытекает совсем |
Так же невозможно выплеснуть жидкость из миски. Она вообще не брызгается! если взять мячик и бросить его в миску – он просто влипнет в нее и никакого ожидаемого всплеска не будет! Это настолько противоречит нашим бытовым представлениям о свойствах жидкостей, что я все равно отправила детей играть на пол – а вдруг что-то там у них все же выплеснется на ковер? ))) Но ничего не выплеснулось, конечно же)
 |
| Если в жидкость что-то бросить – всплеска не будет. |
Кстати, любые капельки, которые дети все же накапали из миски, убрать очень легко. Ведь они не проникают в поверхность, а так и лежат совершенно сухими комочками. Их просто собираешь руками и кидаешь обратно в миску, где они тут же превращаются опять в воду.
Еще одна любопытная игра – наблюдать, как в жидкости вязнут игрушки. Если ими резко “топать” по поверхности, то они легко “перебегают” миску прямо по воде аки посуху 🙂 Но если они замешкаются на одном месте, то тут же начинают тонуть. И за несколько секунд полностью погружаются в трясину, из которой их потом очень трудно вытащить. Например, этого стоящего в воде по колено инопланетянчика легче поднять вместе с миской, чем отлепить от нее. Катя до последнего боялась, что ее котенка мы больше там не найдем)))
И теперь мы на собственном опыте прочувствовали, как бывает, когда засасывает болото или зыбучие пески. Вот оно как получается! Мы, конечно, уже видели подобные эффекты на видео, где люди бегали по неньютоновской жидкости, но одно дело видеть на видео, а другое – своими пальцами это почувствовать.
 |
| Любые предметы в жидкости вязнут как в болоте. |
Впечатлений и новых ощущений море! Это не передать ни фото ни словами. Просто разведите крахмал водой, и вы все поймете сами! Если вы еще не делали – идите и делайте прямо сейчас!
Рецепты приготовления неньютоновской жидкости своими руками
Обучение в игровой форме — увлекательное занятие. Неньютоновская жидкость своими руками, опыты с ней — интересная тема для познавательной игры с детьми. Чтобы подготовиться к домашнему эксперименту, изучите научные понятия.
Ньютоновские и неньютоновские жидкости
Перед началом опыта необходимо объяснить ребенку отличия ньютоновской жидкости и неньютоновской жидкости:
Неньютоновская жидкость простыми словами — промежуточное вещество между текучей субстанцией и твердым телом.
Классификация
Существует 3 основных группы аномальных субстанций.
Вязкие
Не зависят от времени. Среди них выделяют вязкопластичные — масляные краски, разновидности пасты. К псевдопластичным веществам относят суспензии полимеров, целлюлозы. При небольшом напряжении они текут. Дилатантные (раствор крахмала, различные типы клея) при интенсивном воздействии густеют.
Нелинейное неньютоновское вещество — кровь, здесь вязкость определяется фактором скорости.
Нереостабильные
Подвержены временному фактору. Простокваша, кефир, майонез, кетчуп теряют вязкость при взбалтывании. Их называют тиксотропными. Реопектические субстанции со временем уплотняются. Это коллоидные растворы, бентонитовые глины.
Вязкоупругие
Под воздействием силы текут, затем восстанавливают прежнюю структуру. К ним относят некоторые виды смол и тестообразные пасты.
Примеры природных неньютоновских жидкостей — это зыбучие пески, трясина на болоте, грунтовые плывуны.
Свойства
Особенность аномальных субстанций — способность изменять плотность. При механическом воздействии укрепляется связь между молекулами, а жидкость приобретает характеристики твердого тела. Молекулярная формула меняется под влиянием звуковой волны, электромагнитного поля.
Например, интенсивно размешивать густой раствор крахмала тяжело. Снизьте скорость, уменьшите усилия — ложка будет легко передвигаться. Если наполнить крахмальным желе бассейн — по нему можно пробежать, как по земле. Стоит остановиться, и вы провалитесь.
Скорость течения не влияет на плотность воды. Чем быстрее течет мед, сгущенка — тем меньше их вязкость.
Чтобы наглядно изучить свойства, сделайте неньютоновскую жидкость из крахмала.
Где применяют неньютоновские жидкости
Аномальные субстанции используют в таких отраслях:
Рецепт неньютоновской жидкости используется в домашней кулинарии. Например, при приготовлении соусов на основе муки, карамели, мармелада.
Как сделать неньютоновскую жидкость своими руками
Занимательные исследования дома с детьми облегчают изучение физики, химии в школе. Неньютоновская жидкость своими руками — интересный и веселый эксперимент.
Рецепт с крахмалом
Хозяйки знают, как приготовить кисель — примерно так же делается и неньютоновская жидкость:
Объект для изучения готов.
Рецепт с клеем ПВА
Сделать неньютоновскую жидкость без крахмала можно из клея ПВА и буры (тетрабората натрия), взятых в пропорции от 1:1 до 1:4. Пошаговая инструкция:
Для лучшего результата дайте настояться смеси в герметично закрытой емкости 2 часа.
Игры и опыты с неньютоновской жидкостью для детей
Неньютоновская жидкость своими руками — химический опыт в домашних условиях. Теперь изучите с ребенком физические свойства субстанции из крахмала:
3 ст. ложки картофельного крахмала, 2 ст. ложки воды, пищевой краситель смешайте до плотной консистенции. Получится детская игрушка «лизун». Перечисленные ингредиенты не вызовут аллергии. «Жвачку для рук» можно обернуть полиэтиленом или поместить в надувной шарик.
Этот рецепт неньютоновской жидкости позволит сделать хендгам без крахмала:
Недостаток домашних хендгамов — недолговечность. Загрязненного «лизуна» нужно выбросить и сделать новую игрушку.
Как хранить
Домашние составы можно хранить в холодильнике. Постояв, они быстро засыхают. Чтобы восстановить вязкую структуру, добавьте воды.
Ньютоновская жидкость: как сделать своими руками?
Ньютоновская жидкость – это особенная, чрезвычайно непонятная и удивительная субстанция. Загадочность такой жидкости заключается в том, что при сильном воздействии на нее, она сопротивляется словно твердое тело, в то же время, при медленном – приобретает жидкие свойства.
Вообще, было бы правильным называть такую жидкость неньютоновской, так как в отличие от однородной ньютоновской, она имеет неоднородную структуру и состоит из крупных молекул.
Итак, ньютоновская жидкость: как сделать из нее интересные развлечения?
Кроме всего прочего, для детей можно сделать интересный разноцветный умный пластилин. Для этого необходимо взять:
На радость детям также можно приготовить красочного резинового лизуна, который обладает свойствами ньютоновской жидкости.
Для этого необходимо:
Теперь мы знаем, что как сделать ньютоновскую жидкость и сотворить из неё различные чудеса.
Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов
Мастер-класс «Неньютоновская жидкость. Волшебные свойства смеси из крахмала и воды»
Валерия Меркулова
Мастер-класс «Неньютоновская жидкость. Волшебные свойства смеси из крахмала и воды»
• Способствовать развитию познавательно-исследовательской деятельности и активности.
• Познакомить со свойствами смеси из крахмала и воды.
• Расширять кругозор и поддерживать интерес к окружающей среде.
• Развивать любознательность, мыслительные операции.
• Способствовать сенсорному развитию при помощи тактильного контакта с веществами и предметами.
Материал и оборудование:
• Проектор для показа слайдов
• Жидкая гуашь разного цвета.
• Специальная одежда: халат
• Стакан с крахмалом
• Ёмкость с водой
Человек живет на Земле уже 70 столетий, и за все это время он так и не познал до конца все ее секреты и тайны. С самого рождения, соприкасаясь с миром природы, у нас возникает множество вопросов. Они не дают нам покоя. Пытаясь найти на них ответы, мы становимся исследователями, я бы даже сказала маленькими учеными, которые делают свои открытия.
Исследуя, экспериментируя, наблюдая, взрослые и дети изучают, познают новый неизведанный мир. И сегодня вы это почувствуете на себе, став участниками моего мастер-класса.
1 этап.
Воспитатель: У каждого ученого есть лаборатория, и я сегодня приглашаю вас в нашу небольшую лабораторию, где нужно одеть специальную одежду. (Участники мастер-класса подходят к столам и надевают халаты)
Воспитатель: Вам нужно усвоить несколько простых правил поведения в лаборатории.
1. Ничего не трогать без разрешения.
2. Ничего не брать в рот без разрешения.
3. Не бегать, не прыгать, не кричать.
4. Обязательно одевать специальную одежду.
5. Четко следовать моим указания.
2 этап.
Воспитатель: Отгадайте загадку. (ответ сопровождается показом слайда № 1- картофель)
Под землё й лежит семья:
Мама, папа, ребятня.
Семейку ты копни немножко –
И появится (Картошка)
Правильно, это обыкновенная картошка.
Из картофельного сока получают крахмал. Вот он, похож на белый порошок. (показывает стакан с крахмалом) Возьмите стакан с крахмалом и высыпьте его в большую миску. Потрогайте его. Какой он на ощупь? (Он рыхлый, рассыпчатый, хрустит, похож на белые снег.) Ещё крахмал можно сделать из кукурузы, тогда будет кукурузный крахмал.
Хотите узнать необычные свойства крахмала? Тогда приступим к эксперименту.
Берём одинаковое количество крахмала и воды, выливаем и высыпаем в контейнер, и всё перемешиваем ложкой. Мешаем медленно. У нас получилась интересная смесь, которая в науки называется Неньютоновской жидкостью.
Эта смесь может становиться твердой и жидкой. Сейчас мы убедимся в этом.
(Опыты сопровождаются показом воспитателя)
Воспитатель: Берём немного неньютоновской жидкости нашими пальцами. Сделайте это быстро. Чувствуйте что-то твердое, это наша смесь становится твердой и мы можем её взять в руки. Теперь попробуйте взять ее медленно. Не получается, ведь смесь становится жидкой.
Воспитатель: Возьмём немного неньютоновской жидкости в руку, сделаем шарик. Пока мы его катаем – он твердый. Теперь положим шарик на ладонь, держа её над чашкой. Шарик начинает растекаться. Сожмём остатки вещества в ладони, она вновь твердеет. Попробуйте проделать это самостоятельно.
Воспитатель: Соберём пальцы правой руки в кулак и попробуем сверху стукнуть им по нашей смеси. Кулак отскакивает. Постучим по ней еще сильнее, смесь не дает кулаку опуститься в нее. Медленно опустим кулак на нее. Он опускается. Опускаем его до самого дна. Быстро разогните пальцы. Не выходит. А теперь сделаем это медленно.
Воспитатель: Не вынимайте ладони из жидкости. Попробуем быстро поднять ее вверх. Рука поднимается вместе с чашкой. Сделайте это еще раз. Медленно уберём руку из жидкости.
Воспитатель: Возьмём побольше смеси, так чтобы можно было сделать большой комочек, теперь быстро разломим его по полам. Он ломается. Оставьте половинки на ладонях. Они растекаются, превращаясь в жидкость.
Воспитатель: Попробуем вытряхнуть нашу смесь из чашки, быстро перевернув ее вверх дном. Смесь осталась внутри. Повторите это еще раз.
Опыт № 7. (Проводит воспитатель)
Воспитатель: А сейчас я предлагаю вам немного отдохнуть, а я покажу танцующую жидкость. Для этого понадобится мощная колонка, подсоединенная к музыкальной аппаратуре и пищевая пленка. Закрываю пищевой пленкой динамик колонки, помещаем на динамик нашу неньютоновскую жидкость, включаем музыку. И, о чудо: жидкость начинает «танцевать». Капнем несколько разных капель жидкой гуаши, создаем эффектное шоу.
3 этап
Воспитатель: Вот видите, как интересно можно поэкспериментировать с простыми предметами, с крахмалом и водой, получив неньютоновскую жидкость. Только запомните: 1) хранить ее нужно в закрытом виде, не то она высохнет; 2) нельзя выливать смесь в канализацию, она может засорить трубы. При необходимости ее можно просто выбросить в мусорное ведро.
На этом мой мастер-класс подошёл к концу. Спасибо за внимание.
Конспект занятия по экологии детей подготовительной группы «Волшебные свойства воды» Цель: Сформировать интерес детей к опытнической деятельности, через простейшие эксперименты с водой. Задачи: Образовательные: 1. Научить.
НОД «Необычное рядом. Свойства воды» НОД «Необычное рядом» воспитатель старшей группы Трофимова М. В. «Ужурский детский сад № 1» Цель: Формирование знаний и представлений о.
Конспект НООД по исследовательской деятельности «Свойства воды» Схема конспекта по исследовательской деятельности с детьми раннего возраста Дата проведения: ФИО педагога: Дворецкая Ольга Васильевна.
НОД по экспериментированию «Свойства воды» Свойства воды. Программное содержание: Познакомить детей со свойствами воды: безцветная, не имеет запаха, безвкусная, является.
Занятие по экспериментированию в средней группе «Свойства воды» Цель занятия: познакомить детей с основными свойствами воды. Программные задачи: Образовательные: • ознакомить детей со свойствами воды:.
Как приготовить ньютоновскую жидкость
Введение
Актуальность темы
Жидкости в окружающем нас мире встречаются повсеместно. Свойства жидкостей знакомы каждому, и любой человек, взаимодействующий с ними, в той или иной степени может предугадать, как поведёт себя какая-либо жидкость в конкретной ситуации. Но однажды в научно-популярной телепередаче «Галилео» я увидел необычную жидкость, которая вела себя не совсем привычным образом: она могла быть и твёрдой, и жидкой одновременно. Ведущий назвал эту жидкость неньютоновской.
Проблема: Что такое неньютоновские жидкости? Можно ли сделать их самому и где найти им применение?
Тема моего исследования: Неньютоновские жидкости своими руками.
Объект исследования – неньютоновские жидкости, полученные в домашних условиях
Предмет исследования – свойства неньютоновских жидкостей
Цель исследования – установление взаимосвязи между свойствами неньютоновских жидкостей и их применением.
Гипотеза: Если знать свойства неньютоновских жидкостей, то можно найти им применение в окружающем нас мире.
Для достижения цели мне необходимо было реализовать следующие задачи:
Методы исследования:
Краткий литературный обзор
Для более глубокого понимания изучаемой проблемы я прочитал книги: Л.Я. Гальперштейн «Забавная физика», О. Живаго Большая книга «Почему», В.А.Чуянов. «Энциклопедический словарь юного физика», изучил материал из сети Интернет.
Изучив различные источники информации, я узнал, что существует необычная жидкость, которая называется неньютоновской, она обладает удивительными свойствами: при малых нагрузках мягкая, тягучая и эластичная, а при больших нагрузках становится твёрдой и очень упругой. Первые работы о свойствах неньютоновских жидкостей появились в 50-х годах прошлого века и были связаны с развитием биомеханики, бионики, пищевой промышленности. Широкое использование полимерных и производственных жидкостей в настоящее время вновь вызвало интерес к неньютоновским жидкостям.
Характеристика личного вклада в решение избранной проблемы
В домашних условиях получены неньютоновские жидкости ооблек, флаббер и хендгам, изучены их свойства, найдено им применение: изготовлены мячики-антистрессы, умный пластилин и игрушка «лизун», выпущены буклеты с технологией изготовления данных предметов, получен отзыв специалистов о пользе полученных игрушек.
Практическая значимость
Данное исследование может быть использовано на уроках окружающего мира в начальной школе при изучении темы «Жидкие и твёрдые вещества», а также на уроках технологии при работе с пластилином. Кроме того, игрушки, изготовленные на основе неньютоновских жидкостей, помогут для развития мелкой моторики рук, для снятия нервного напряжения.
1.1.Что такое жидкость
Что же такое жидкость? В толковом словаре Ожегова жидкость – это вещество, обладающее свойством течь и принимать форму сосуда, в который она выливается. Жидкость – это одно из состояний вещества. Таких состояний три, их ещё называют агрегатными. Это газ, жидкость и твёрдое вещество. Жидким вещество называют, если оно обладает свойством неограниченно менять форму под внешним воздействием, 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 [3].
Жидкости бывают идеальные и реальные. Идеальные – невязкие жидкости, обладающие абсолютной подвижностью, т.е. отсутствием сил трения и касательных напряжений и абсолютной неизменностью объёма под воздействием внешних сил. Реальные – вязкие жидкости, обладающие сжимаемостью, сопротивлением, растягивающим и сдвигающим усилиями и достаточной подвижностью, т.е. наличием сил трения и касательных напряжений [2].
1.2.Ньютоновские и неньютоновские жидкости
Жидкость, которая не подчиняется закону вязкого трения, считается неньютоновской. Если воздействовать на неньютоновскую жидкость механическими усилиями, мы получим совершенно другой эффект. Вязкость жидкости очень сильно увеличивается, и она начинает вести себя почти как твёрдое тело. Связь между молекулами жидкости будет усиливаться с увеличением силы воздействия на неё, в следствии мы столкнёмся с физическим затруднением сдвинуть слои таких жидкостей [4]. Простейшим наглядным бытовым примером неньютоновской жидкости может являться смесь крахмала с небольшим количеством воды. Чем быстрее происходит внешнее воздействие на взвешенные в жидкости макромолекулы связующего вещества, тем выше её вязкость [5].
Почему же неньютоновские жидкости так себя ведут? В неньютоновской жидкости частицы крахмала набухают в воде, и между ними формируются физические контакты в виде хаотически сплетённых групп молекул. Эти прочные связи называются зацеплениями. При резком воздействии эти связи не дают молекулам сдвинуться с места, и система реагирует на внешние воздействия, как упругая пружина. При медленном воздействии эти зацепления успевают растянуться и распутаться, сетка рвётся, и молекулы равномерно расходятся [6].
1.3.Неньютоновские жидкости вокруг нас
1.4.Применение неньютоновских жидкостей
Группа студентов США предлагает латать дорожное покрытие водонепроницаемыми мешками, наполненными неньютоновской жидкостью. Новый тип бронежилета создали специалисты из британской компании.
Чтобы косметика держалась на коже, её делают вязкой, будь это жидкий тональный крем, блеск для губ, подводка для глаз, тушь для ресниц, лосьоны или лак для ногтей.
Чтобы улучшить оформление блюд, сделать еду более аппетитной и чтобы её было легче есть, в кулинарии используют вязкие продукты питания. Продукты с большой вязкостью, например, соусы, очень удобно использовать, чтобы намазывать на другие продукты.
Игрушки «Умный пластилин», силиконовый «Лизун» заслужили популярность благодаря своим забавным свойствам: одновременно текучести, эластичности и возможности постоянно трансформироваться [5].
Выводы по первой главе:
Существует много удивительных вещей вокруг нас, и неньютоновская жидкость яркий тому пример. Выяснено, что неньютоновские жидкости окружают нас повсюду, они вовсе не являются редкими и экзотичными.
2.1. Что мы знаем о неньютоновских жидкостях?
Своё исследование я начал с опроса одноклассников, чтобы выяснить, что они знают о неньютоновских жидкостях. Я предложил им такие вопросы:
В опросе приняли участие 25 человек. Ни на один вопрос они не смогли дать положительного ответа. Тогда я решил попробовать сделать неньютоновские жидкости сам и рассказать об этом ребятам. Из литературы узнал, что в домашних условиях легче всего сделать такие неньютоновские жидкости, как ооблек, флаббер и хендгам.
2.2. Ооблек – самая текучая неньютоновская жидкость
Опыт 1. Твёрдое или жидкое? Я налил в миски воду и неньютоновскую жидкость. Набрал в руку воду, она свободно утекла сквозь пальцы. Тогда я опустил руку в миску с неньютоновской жидкостью и стал быстро мять её, сгребать в горсть, лепить комочки, она ощущалась как твёрдое тело. Но как только я остановился, все комочки растеклись в лужицу. Я опустил палец в воду, он свободно погрузился в неё. Когда опустил палец в неньютоновскую жидкость, он тоже погрузился. Но стоило только начать постукивать, как неньютоновская жидкость стала упругой, и я уже не смог погрузить палец.
Затем взял мячик и бросил его в миску с водой, мячик утонул, вода разбрызгалась. Когда бросил мячик в неньютоновскую жидкость, он просто влип в неё, и никакого ожидаемого всплеска не было. Бросил мячик резко под углом к поверхности жидкости. В воде мячик утонул, оставив после себя капли воды от брызг, а от неньютоновской жидкости отскочил, как от твёрдой поверхности. Ещё я заметил, что любые капельки, которые всё же могут накапать, когда достаёшь мячик из миски с неньютоновской жидкостью, убрать очень легко. Они лежат совершенно сухими комочками, поэтому я собрал их руками и бросил обратно в миску, где они снова превратились в жидкость. Вывод: Неньютоновская жидкость обладает способностью твердеть при сжатии или ударе. Чем сильнее воздействовать на жидкость, тем твёрже она будет становиться.
Опыт 3. Определение вязкости. Я взял игрушки в виде фигурок человечков и решил понаблюдать, что с ними произойдёт в жидкостях. В воде они сразу погрузились на дно миски. А в неньютоновской жидкости, если ими резко «топать» по поверхности, то они легко «перебегают» миску. Но если их оставить на одном месте, то тут же начинают тонуть и за несколько секунд полностью погружаются в трясину, из которой их потом очень трудно вытащить. И теперь я наглядно представил, как бывает, когда засасывает болото или зыбучие пески. Вывод: Вязкость – это свойство жидкости оказывать сопротивление относительному движению слоёв жидкости. Неньютоновская жидкость обладает значительной вязкостью при механическом воздействии, у воды вязкость незначительная.
Опыт 4. Танцующая жидкость. Из литературы я узнал, что неньютоновские жидкости меняют свою плотность и вязкость при воздействии на них физической силой, причём не только механическим воздействием, но и даже звуковыми волнами. Попробовал и я воздействовать на неньютоновскую жидкость звуком. Для этого налил немного жидкости в кювету и поставил на динамик. Жидкость под воздействием звуковых волн начала «танцевать», т.е. на её поверхности появились бугорки, волны, всплески. Сделал то же с водой. Она начала просто вибрировать. Вывод: От разнообразия звуковых волн неньютоновская жидкость ведёт себя по-разному: где-то уплотняясь, где-то нет, отчего и образуется живой танцующий эффект.
Опыт 5. Определение смешиваемости. В прозрачные ёмкости налил воду и неньютоновскую жидкость, добавил краску, перемешал. Краска в воде растворилась быстро, изменила цвет, стала непрозрачной. В неньютоновской жидкости краску пришлось размешивать дольше, в результате цвет жидкости тоже изменился. Вывод: У воды смешиваемость быстрее, у неньютоновской жидкости дольше.
С уроков окружающего мира я знаю, что вода при нагревании может перейти в пар, а при замерзании превратиться в лёд. А что же произойдёт с неньютоновской жидкостью, если её нагреть или заморозить?
Опыт 6. Определение испарения. В раскалённую на огне посуду вылил воду, вода закипела, через некоторое время выкипела вся, в посуде её не осталось, она превратилась в пар. Неньютоновская жидкость «жарилась», как блинчик, и осталась в посуде. Вода при испарении не имела запаха, а неньютоновская жидкость имела приятный запах. Вывод: Вода при нагревании испаряется и переходит в пар, а неньютоновская жидкость превращается в однородную желеобразную массу, так как она плотная и вязкая, вода из неё испаряется.
Опыт 7. Определение замерзания. В одну ёмкость налил воду, а в другую неньютоновскую жидкость и поместил в морозильную камеру. Через 6 часов заморозки я увидел, что вода превратилась в лёд, неньютоновская жидкость тоже замёрзла, но разделилась на два слоя. Крахмал осел на дно ёмкости, вода была сверху. Вывод: При замерзании вода стала льдом, а неньютоновская жидкость замороженной массой.
Я знаю, что вода может переходить из одного состояния в другое и, становясь вновь жидкой, сохраняет свои свойства. А неньютоновская жидкость как себя поведёт? Я проверил её после нагревания и разморозки. Оказалось, что, поджарившись на сковороде, она утратила свои свойства, а после размораживания сохранила. Результаты опытов я занёс в таблицу.
Сравнительная характеристика свойств жидкостей
Занимательные опыты с неньютоновской жидкостью, которые помогут вам полюбить физику
Прежде чем приступить к просмотру увлекательных опытов и экспериментов с ньютоновской жидкостью, давайте выясним что это за субстанция. При течении неньютоновской жидкости её собственная вязкость зависит от градиента скорости. Проще говоря, это такая жидкость, которая становится твердой, если на нее воздействовать.
Почему же она называется неньютоновской? Знаменитый физик Исаак Ньютон заметил, что, если плыть по реке и быстро грести веслами – так намного сложнее, нежели, это делать медленно. Эта мысль натолкнула его сформулировать закон, что вязкость жидкости увеличивается пропорционально силы воздействия на нее. При физическом, механическом или даже звуковом воздействии неньютоновская жидкость меняет свойства вязкости и плотности. Если нагрузка небольшая — становится эластичной, при сильной нагрузке она твердая и упругая. Опыты с неньютоновской жидкостью для детей часто показывают в качестве шоу. Но и взрослых эти эксперименты оставляют неравнодушными.
Свойства неньютоновской жидкости мы можем наблюдать не только в искусственно созданных условиях. Так, Природными примерами таких субстанций являются болотные трясины, зыбучие пески, грунтовые плывуны. Есть и неньютоновские жидкости, которые многие из нас встречают каждый день – масляные краски и тушь для ресниц.
Неньютоновская жидкость
Почему неньютоновскую жидкость так назвали
Исаак Ньютон — ученый, физик, сделавший множество научных открытий. Одной из его идей было изучение свойств жидкостей, а именно их вязкости. Он предложил формулу, согласно которой консистенция жидкостей не меняется в зависимости от скорости движения.
Какое-то время эта идея была доминирующей в научном мире, пока не были обнаружены жидкие вещества, противоречащие этой формуле. Затем произошло разделение всех жидкостей на ньютоновские и неньютоновские. У одних есть постоянная вязкость, как у воды, у других — переменная. Имена происходят от имени ученого.
В неньютоновских жидкостях плотность вещества зависит от внутреннего трения между частицами, возникающего при движении. Чем выше скорость, тем больше трение и, следовательно, тем плотнее консистенция. По такому принципу «работает» популярная детская игрушка HandGum, которую еще называют умным пластилином или жевательной резинкой для рук.
Рецепт неньютоновской жидкости
Для приготовления потребуется взять:
Пропорция смешивания 2: 1, то есть на два стакана крахмала нужен один стакан воды. Иногда предлагают более жидкий вариант 1: 1 или 3: 2. Вы можете понаблюдать за своими ощущениями, полученная консистенция должна напоминать сметану.
Емкость для смешивания может быть изготовлена из любого материала. Выбирайте миску такой формы и размера, чтобы она могла проходить через нее обеими руками, т. Е. Не слишком маленькой.
В каком порядке добавляются ингредиенты, значения не имеет. Уже во время смешивания вы и ваш малыш заметите первый любопытный узор. Если сильно мешать составу, крахмал как бы устоит, останутся частички, крупинки, не растворяясь полностью в воде. А если не замешивать тесто, а оставить его на несколько минут в миске, оно станет однородным.
Не используйте ложку, а тем более миксер. Пусть ребенок своими руками перемешает состав. Когда вещество будет готово, приступайте к экспериментам.
Как можно поиграть с неньютоновской жидкостью
Все эксперименты можно проводить дома, не беспокоясь об оставленном беспорядке.
Даже если жидкость разольется, она сразу же затвердеет на полу или ткани, и вам останется только удалить сухие комочки. Поэтому, предлагая детям эксперименты, не беспокойтесь о последствиях.
Исследуем неньютоновскую жидкость
Для начала можно просто потрогать чудо-жидкость руками. Если медленно взять его ладонью и развести пальцами, он начнет течь между ними. А если всю кисть опустить в таз, а потом попытаться резко вытащить, ничего не получится — рука замерзнет.
Здесь вы можете просто рассказать детям о болоте и зыбучих песках. Болото приближается и не дает вам резко выбраться по тем же причинам, поэтому выбираться из него нужно медленно, постепенно.
Также советуем использовать жидкость, например глину. Когда дети начнут лепить комочки, скручивать шарики из вещества и сгребать их в горсть, они почувствуют прикосновение твердого пластичного вещества. Но как только они остановятся, они почувствуют, как жидкость «тает», просачивается между пальцами.
Также можно попробовать перелить вещество из одной емкости в другую, оно будет медленно стекать по стенкам. Но если вы решите быстро перевернуть чашу вверх дном, даже капля не упадет, вещество как бы прилипло ко дну.
Вы не заметите брызг, например брызг воды, но вы можете попытаться их достать. Для этого нужно резко ударить ладонью по поверхности или забросить мяч в тарелку. Он увязнет, мягко приземлится и не оставит брызг.
Опускаем предметы
Еще один эксперимент можно провести с погружением в воду других игрушек. Во-первых, вы должны попробовать катать мяч по поверхности. Чем быстрее объект «бежит» через неньютоновскую жидкость, тем больше он по своему состоянию напоминает твердое тело. Но как только мяч или игрушка останавливаются, сразу же начинает мягко погружаться в крахмалистое болото.
Увидев погружение, попытайтесь спасти утопающего. Если быстро подобрать игрушку, она встанет вместе с миской. Необходимо аккуратно освободить его от жидкости, только тогда можно будет добиться результата.
Неньютоновская жидкость и творчество
Предложите ребенку нарисовать. Но не обычными красками, а разноцветной неньютоновской жидкостью. Для этого в подготовленное вещество добавьте гуашь разного цвета. Когда масса станет однородной, ее можно вручную вылить на лист бумаги, образуя абстрактные узоры.
У вас не получится получить прямые линии, но в них нет необходимости. Точки могут лишь отдаленно напоминать предметы, главное в творческом процессе — воображение. Уже на полотне разноцветную жидкость можно немного сместить, изменить форму.
Такое веселое занятие понравится не только детям, но и взрослым — экспериментировать можно всей семьей. Игры с неньютоновской жидкостью подходят детям в возрасте от 3 до 4 лет. Они примут активное участие, разовьют ручную моторику, а также изучат новые интересные явления. Не откладывайте игру с детьми на потом, идите прямо на кухню за крахмалом!
Где применяют неньютоновские жидкости
Аномальные вещества используются в следующих отраслях:
Способы создания ньютоновской жидкости дома
Итак, есть несколько простых способов создать ньютоновскую жидкость:
Вам нужно смешать крахмал и воду, при этом такую смесь нужно тщательно вымесить, добавив воды. Если воды мало, такое вещество долго остается твердым, если добавить много воды, оно очень быстро станет жидким. Также бывает, что у вас в миске слишком много воды, поэтому придется немного подождать — осядет крахмал, можно слить лишнюю воду и затем добавить немного крахмала.
Попробуйте сделать из полученного материала шар, и если быстро катать его, он станет тяжелее, если делать медленно, он растечется по руке.
Второй способ или «флаббер обыкновенный»
Налейте 3/4 стакана воды и стакан винилового клея в отдельную миску, тщательно перемешайте эти ингредиенты и переходите к следующему шагу.
В другой миске смешайте полстакана воды и 2 столовые ложки буры. Перемешивайте, пока бура не растворится. Затем соедините два получившихся раствора и перемешайте.
Можно добавить краситель. Далее нужно поместить получившуюся ньютоновскую жидкость в пакет, закрыть и вымешать. Полученное вещество можно хранить в таком виде.
Третий способ « умный пластилин»
Для этого способа потребуются следующие компоненты: виниловый клей, тетрабарат натрия, пищевой краситель.
Берем миску, вливаем клей (примерно 100 грамм), добавляем краситель и перемешиваем. Далее нужно добавить тетрабарат натрия и перемешивать до образования густой массы.
Приготовление жидкости
В миске смешайте 900-граммовую банку кукурузного крахмала (его можно найти в кулинарии в продуктовом магазине) и 2 стакана воды.
Смешивать вручную намного проще. Это грязно и медленно. Возможно, вам потребуется добавить до 1/2 стакана воды, но только понемногу.
Ваша смесь не должна быть густой или водянистой. Вещество должно быть густым, но при этом растворенным.
У вас должна быть возможность схватить кусок и посмотреть, как он вернется в контейнер. Это отличный пример неньютоновских жидкостей.
Неньютоновская жидкость в природе и в быту
Самое известное воплощение неньютоновской жидкости в природе — это зыбучие пески. Благодаря необычной форме песчинок они обладают свойствами как твердых, так и жидких веществ. Поток воды, циркулирующий под зыбучими песками, делает песок хрупким. Когда человек наступает на нас, песчинки перераспределяются и он начинает всасываться. Чем сильнее сопротивляется человек, тем быстрее он проваливается в песок. Единственный выход — двигаться как можно медленнее и плавнее. Болото обладает схожими свойствами, от которых погибли многие люди, не знакомые со свойствами неньютоновской жидкости.
Самым интересным применением неньютоновской жидкости в повседневной жизни стала игрушка «Лизун», впервые выпущенная в 1976 году. Благодаря своим необычным свойствам она сразу же приобрела необычайную популярность. Эластичность, плавность, способность бесконечно трансформироваться сделали «Лизуну» одним из самых желанных приобретений для детей того времени. Игрушка пользуется спросом и сегодня.
Кроме того, они научились использовать неньютоновские жидкости в химической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности. Свойствами этого вещества обладают отстой сточных вод, жидкое мыло и зубная паста.
Как сделать неньютоновскую жидкость своими руками
Вы легко можете приготовить его в домашних условиях, рецепт простой и незамедлительный. Для изготовления вам потребуются:
Если хотите получить больше неньютоновской жидкости, просто возьмите побольше крахмала, главное, чтобы соотношение с водой было 2: 1, то есть на два стакана крахмала один стакан воды. А играя с детьми, желательно использовать пищевые красители, так как дети любят все пробовать на вкус.
Для начала всыпаем крахмал в миску, затем, постепенно добавляя воду, перемешиваем до получения однородной массы, похожей по консистенции на желатин. Вы можете перемешивать руками или ложкой. Добавьте краситель. Когда вы чувствуете, что смесь стала достаточно густой и вязкой, и когда вы нажимаете на ее поверхность ложкой или пальцем, она затвердевает: она готова.
Классификация
Выделяют 3 основные группы аномальных веществ.
Вязкие
Не полагайтесь на погоду. Среди них вязкопластики: масляные краски, разновидности макаронных изделий. К псевдопластическим веществам относятся суспензии полимеров, целлюлозы. С небольшим напряжением они текут. Расширитель (раствор крахмала, различные виды клея) загустевает при интенсивном воздействии.
Нереостабильные
Восприимчивы к временному фактору. Простокваша, кефир, майонез, кетчуп теряют вязкость при перемешивании. Их называют тиксотропными. Реопектические вещества со временем загустевают. Это коллоидные растворы, бентонитовые глины.
Вязкоупругие
Под действием силы они текут, затем восстанавливают прежнюю структуру. К ним относятся некоторые виды смол и паст.
Примерами природных неньютоновских жидкостей являются зыбучие пески, болота на болоте и грунтовые зыбучие пески.
Опыты и эксперименты для детей младшего возраста
Пожалуй, ни одно научное шоу для детей сегодня не обходится без неньютоновской жидкости: простые и эффективные эксперименты не требуют больших затрат, и их может поставить любая мама. Все, что вам нужно, это вода и крахмал!
Однажды на таком научном шоу под открытым небом мне даже довелось наблюдать длинную неглубокую яму, заполненную «волшебной» крахмальной смесью: когда в ней был ребенок, он нырял в жидкость, а когда бежал, чудесным образом превращался в твердая поверхность под ногами. Хорошо, если правильно разгоняться!
Как играть с неньютоновской жидкостью?
Вы можете мять его в руках, замечая, как он вдруг становится твердым, но пластичным; лепить фигурки, которые сразу растекаются в лужу. Интересный эффект получается, если попробовать налить неньютоновскую жидкость из чашки в чашку: она течет равномерно, но стоит встряхнуть посуду, как жидкость застывает, как по команде «заморозить!»
Неньютоновская жидкость реагирует не только на механические напряжения, но и, например, на звуковые волны; если у вас достаточно громкий динамик, он будет «танцевать» в ритме музыки, если вы медленно добавите пищевой краситель, эффект будет незабываемым!
Наконец, если вы не против крахмала, можно наполнить ванну неньютоновской жидкостью — не доверху, конечно, всего на 10 сантиметров. Младенцы любят прыгать по твердой поверхности и, останавливаясь, «утонуть» в этом!
Ньютоновская жидкость как сделать
Ньютоновская жидкость как сделать. Дети по своей природе очень любознательны и тянутся ко всему новенькому и необычному. И я решила показать ребенку, что для того чтобы получить новые и необычные игрушки необязательно тратить много денег, можно сделать их из обычных материалов которые есть на каждой кухне. Возьмем к примеру, ньютоновскую (неньютоновскую) жидкость
Что такое Ньютоновская жидкость
Это любая жидкость, которая течет подчиняясь закону Ньютона о вязком трении.
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
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!
Как приготовить ньютоновскую жидкость
ФИЗИКА. НЕНЬЮТОНОВСКАЯ ЖИДКОСТЬ
Автор работы награжден дипломом победителя I степени
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
Цель:приготовить неньютоновскую жидкость и изучить её свойства
Задачи:
Узнать различия обычной и неньютоновской жидкости.
Приготовить неньютоновскую жидкость.
Провести эксперименты для изучения её свойств.
Узнать её применение.
Гипотеза: в домашних условиях можно приготовить неньютоновскую жидкость и изучить ее свойства.
Актуальность:
Нас окружает огромное количество жидкостей. Люди состоят из жидкости. Мы пьем жидкости. Готовим жидкости. Моемся жидкостью. Следим за техникой с помощью жидкостей. Основным свойством привычной нам жидкости является то, что она способна менять свою форму под действием механического воздействия. Но оказывается, что не все жидкости ведут себя привычным образом, такие жидкости называют неньютоновские жидкости.
Впервые с данным понятием я столкнулся тогда, когда решил выяснить в
интернет источниках, что собой представляет популярная детская игрушка «жвачка для рук» или хендгам. Я нашел несколько видеороликов, в которых демонстрировались свойства неньютоновских жидкостей на примере изготовленных в домашних условиях хендгамов. Эксперименты произвели на меня большое впечатление и мне захотелось побольше узнать об удивительных свойствах жидкостей, противоречащих законам физики
Для получения информации о разных жидкостях я использовал сеть Интернет.
По итогам работы были выполнены все поставленные задачи и сделаны все запланированные опыты. Проведенные опыты и презентация проиллюстрировали цель проделанной нами работы.
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
2.1 Теоретическая часть
В природе существуют четыре формы вещества: твердое, жидкое, газообразное и плазма. Жидкость – это среднее состояние между твердым и газообразным. Жидкость, в отличии от твердого вещества, не имеет свою определенную форму, а принимает форму сосуда, в котором она находится. В отличии от газа, имеет определенный объем, из-за того, что в жидкости молекулы связаны не так прочно, поэтому связи постоянно меняются. Но есть жидкости с особыми свойствами, их называют неньютоновскими. В чем же различия (см. таблица 1)?
Жидкости
Неньютоновские жидкости
Основное свойство: текучесть
Текучесть зависит от силы и скорости воздействия, т.е. текучесть при определенных условиях может отсутствовать
Вязкость зависит от природы
Вязкость зависит от скорости воздействия
При применении механических усилий – остаются в жидком состоянии
При применении резких быстрых механических усилий – принимает свойства твердых тел
При медленном воздействии ведет себя как обыкновенная жидкость
К ньютоновским (просто жидкость) относятся однородные жидкости. Ньютоновская жидкость – это вода, масло, спирт, бензин, нефтепродукты и большая часть привычных нам в ежедневном использовании текучих веществ, то есть таких, которые сохраняют свою текучесть, что бы вы с ними не делали (если речь не идет об испарении или замораживании, конечно).
2.2 Практическая часть
Я заинтересовался необычными свойствами таких жидкостей и провел несколько экспериментов.
Инструменты и вещества, которые я использовал в опытах:
— картофельный крахмал, вода, пищевые красители, яйцо;
— мерная ёмкость, ёмкость для замеса, плоская ёмкость, вилка, деревянная палочка, салфетки, пищевая пленка, пакетик, резинки;
— блокнот для записей, ручка, видеокамера, фотоаппарат.
2.2.1 Опыт № 1 “Получение неньютоновской жидкости”
Я смешал 3 части крахмала и 2 части воды и получил неньютоновскую жидкость.
2.2.2 Опыт № 2 “Изучение свойств неньютоновской жидкости. Скорость и сила воздействия”
Я перелил неньютоновскую жидкость в плоскую ёмкость. Резко ударил по ней, но рука осталась сухой. Потом я медленно опустил пальцы, и неньютоновская жидкость вела себя как обычная жидкость – медленно стекала.
Я опустил пальцы в неё и резко дёрнул, и ёмкость приподнялась! Когда быстро сжимал текучую неньютоновскую жидкость – она превращалась в плотный шарик, как только переставал сжимать шарик полностью растекался.
2.2.3 Опыт № 3 “Опыт с яйцом”
Как вы думаете, что будет, если сбросить яйцо с небольшой высоты? Я решил проверить. Налил в пакетик неньютоновскую жидкость и положил туда яйцо. Сбросил пакет с высоты потолка на стол. Яйцо не разбилось! Потому что неньютоновская жидкость при быстрых и сильных воздействиях ведёт себя как твёрдое вещество, и яйцо оказалось в надежной “броне”. Проделал тот же опыт с водой. В результате яйцо разбилось, пакет порвался, и вода разлилась.
2.2.4 Опыт № 4 “Прыгающие капельки”
2.2.5 Практическое применение
Неньютоновские жидкости нашли свое применение в разных областях нашей жизни. В мире как ни странно очень популярны данные жидкости. При исследовании неньютоновских жидкостей в первую очередь изучают их вязкость, знания о вязкости.
В строительстве: малярная краска является неньютоновской жидкостью поэтому не стекает со стен и не капает с потолка.
Военное применение: неньютоновская жидкость в состоянии обеспечить защиту от пробивной силы высокоскоростных средств поражения, хорошо рассеивая ударную волну по большой площади, поэтому такие жидкости используют в изготовлении брони и бронежилетов.
В технике: смазочные материалы для двигателей и механизмов. Неньютоновские жидкости создают защитную пленку смазочного материала, которая никогда не стекает с рабочих поверхностей двигателя.
В косметике: для изготовления тонального крема, блеска для губ, лака для ногтей. Чтобы косметика держалась на коже, ее делают вязкой, будь это жидкий тональный крем, блеск для губ, подводка для глаз, тушь для ресниц, лосьоны, или лак для ногтей.
В кулинарии: использование сливочного масла, маргарина, майонеза. Чтобы улучшить оформление блюд, сделать еду более аппетитной и чтобы ее было легче есть, в кулинарии используют вязкие продукты питания.
В сфере развлечений: огромные бассейны с неньютоновской жидкостью для исследования ее свойств, игрушки лизуны, умный пластилин.
3. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Вывод:
Наша гипотеза подтвердилась. В домашних условиях можно сделать неньютоновскую жидкость и изучить ее свойства.
При сильном и быстром воздействии неньютоновская жидкость ведёт себя как твёрдое вещество, а при медленном и слабом воздействии ведёт себя как жидкость.
Взаимодействие с неньютоновской жидкостью способствует развитию мелкой моторики пальцев рук, развитию речи и почерка, снимает агрессию и раздражение, развивает творческое мышление и является антистрессом. Подтверждения теоретическим исследованиям я получил на собственной практике. Изготовив рабочий образец неньютоновской жидкости, я начал с ним экспериментировать и взаимодействовать. Через некоторое время я заметил, что игра с жидкостью хорошо влияет на мое состояние. Если я был раздражен или чувствовал усталость, то достаточно было несколько минут поиграть с жидкостью и все приходило в норму, самочувствие становилось лучше.
4. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ
Как приготовить ньютоновскую жидкость
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
Цель: приготовить неньютоновскую жидкость и изучить её свойства
Гипотеза: в домашних условиях можно приготовить неньютоновскую жидкость и изучить ее свойства.
Нас окружает огромное количество жидкостей. Люди состоят из жидкости. Мы пьем жидкости. Готовим жидкости. Моемся жидкостью. Следим за техникой с помощью жидкостей. Основным свойством привычной нам жидкости является то, что она способна менять свою форму под действием механического воздействия. Но оказывается, что не все жидкости ведут себя привычным образом, такие жидкости называют неньютоновские жидкости.
Впервые с данным понятием я столкнулся тогда, когда решил выяснить в
интернет источниках, что собой представляет популярная детская игрушка «жвачка для рук» или хендгам. Я нашел несколько видеороликов, в которых демонстрировались свойства неньютоновских жидкостей на примере изготовленных в домашних условиях хендгамов. Эксперименты произвели на меня большое впечатление и мне захотелось побольше узнать об удивительных свойствах жидкостей, противоречащих законам физики
Для получения информации о разных жидкостях я использовал сеть Интернет.
По итогам работы были выполнены все поставленные задачи и сделаны все запланированные опыты. Проведенные опыты и презентация проиллюстрировали цель проделанной нами работы.
В природе существуют четыре формы вещества: твердое, жидкое, газообразное и плазма. Жидкость – это среднее состояние между твердым и газообразным. Жидкость, в отличии от твердого вещества, не имеет свою определенную форму, а принимает форму сосуда, в котором она находится. В отличие от газа, имеет определенный объем, из-за того, что в жидкости молекулы связаны не так прочно, поэтому связи постоянно меняются. Но есть жидкости с особыми свойствами, их называют неньютоновскими. В чем же различия (см. табл. 1)?
Основное свойство: текучесть
Текучесть зависит от силы и скорости воздействия, т.е. текучесть при определенных условиях может отсутствовать
Вязкость зависит от природы
Вязкость зависит от скорости воздействия
При применении механических усилий – остаются в жидком состоянии
При применении резких быстрых механических усилий – принимает свойства твердых тел
При медленном воздействии ведет себя как обыкновенная жидкость
К ньютоновским (просто жидкость) относятся однородные жидкости. Ньютоновская жидкость – это вода, масло, спирт, бензин, нефтепродукты и большая часть привычных нам в ежедневном использовании текучих веществ, то есть таких, которые сохраняют свою текучесть, что бы вы с ними не делали (если речь не идет об испарении или замораживании, конечно).
Я заинтересовался необычными свойствами таких жидкостей и провел несколько экспериментов.
Инструменты и вещества, которые я использовал в опытах:
— картофельный крахмал, вода, пищевые красители, яйцо;
— мерная ёмкость, ёмкость для замеса, плоская ёмкость, вилка, деревянная палочка, салфетки, пищевая пленка, пакетик, резинки;
— блокнот для записей, ручка, видеокамера, фотоаппарат.
Опыт № 1 «Получение неньютоновской жидкости»
Я смешал 3 части крахмала и 2 части воды и получил неньютоновскую жидкость.
Опыт № 2 «Изучение свойств неньютоновской жидкости. Скорость и сила воздействия»
Я перелил неньютоновскую жидкость в плоскую ёмкость. Резко ударил по ней, но рука осталась сухой. Потом я медленно опустил пальцы, и неньютоновская жидкость вела себя как обычная жидкость – медленно стекала.
1. 
2. 
3. 
4. 
5. 
6. 
Я опустил пальцы в неё и резко дёрнул, и ёмкость приподнялась! Когда быстро сжимал текучую неньютоновскую жидкость – она превращалась в плотный шарик, как только переставал сжимать шарик полностью растекался.
Опыт № 3 «Опыт с яйцом»
Как вы думаете, что будет, если сбросить яйцо с небольшой высоты? Я решил проверить. Налил в пакетик неньютоновскую жидкость и положил туда яйцо. Сбросил пакет с высоты потолка на стол. Яйцо не разбилось! Потому что неньютоновская жидкость при быстрых и сильных воздействиях ведёт себя как твёрдое вещество, и яйцо оказалось в надежной “броне”. Проделал тот же опыт с водой. В результате яйцо разбилось, пакет порвался, и вода разлилась.
1. 
2. 
3. 
4. 
Опыт № 4 «Прыгающие капельки»
1. 
2. 
3. 
4. 
5. 
6. 
7. 
8. 
Неньютоновские жидкости нашли свое применение в разных областях нашей жизни. В мире как ни странно очень популярны данные жидкости. При исследовании неньютоновских жидкостей в первую очередь изучают их вязкость, знания о вязкости.
В строительстве: малярная краска является неньютоновской жидкостью поэтому не стекает со стен и не капает с потолка.
Военное применение: неньютоновская жидкость в состоянии обеспечить защиту от пробивной силы высокоскоростных средств поражения, хорошо рассеивая ударную волну по большой площади, поэтому такие жидкости используют в изготовлении брони и бронежилетов.
В технике: смазочные материалы для двигателей и механизмов. Неньютоновские жидкости создают защитную пленку смазочного материала, которая никогда не стекает с рабочих поверхностей двигателя.
В косметике: для изготовления тонального крема, блеска для губ, лака для ногтей. Чтобы косметика держалась на коже, ее делают вязкой, будь это жидкий тональный крем, блеск для губ, подводка для глаз, тушь для ресниц, лосьоны, или лак для ногтей.
В кулинарии: использование сливочного масла, маргарина, майонеза. Чтобы улучшить оформление блюд, сделать еду более аппетитной и чтобы ее было легче есть, в кулинарии используют вязкие продукты питания.
В сфере развлечений: огромные бассейны с неньютоновской жидкостью для исследования ее свойств, игрушки лизуны, умный пластилин.
Как приготовить ньютоновскую жидкость
Неньютоновская жидкость. Что это?
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Жидкость окружает нас повсюду. Люди состоят в основном из воды. Мы сталкиваемся с использованием жидкости всегда и везде: пьём, умываемся, купаемся… Как мы представляем себе жидкость? Какими свойствами должна она обладать? Наверное, должна литься, растекаться, принимать форму того сосуда, в который её залили. Казалось, мы знаем о жидкости всё. Но, как оказалось, не всё мы знаем о ней. Ни все жидкости такие, какими мы привыкли их видеть. Однажды я увидел в интернете видеофильм о том, как проводят опыты с необычной жидкостью. Что это? Почему она не похожа на воду, молоко, бензин? Мне это показалось увлекательным и восхитительным! Так как фильм был коротким, из него я узнал совсем мало. Поэтому решил поподробнее узнать, что это за жидкость, и из чего ее изготавливают.
Цель исследования: узнать, что такое неньютоновская жидкость, какими необычными свойствами она обладает, и где ее применяют.
1)изучить литературу по теме исследования;
2)узнать области применения;
2)создать неньютоновскую жидкость;
3)провести эксперименты, демонстрирующие свойства неньютоновской жидкости в домашних условиях;
Объект исследования: неньютоновская жидкость.
Предмет исследования: свойства неньютоновской жидкости.
Гипотеза: предположим, что данная жидкость по своим свойствам отличается от привычного нам понятия жидкости.
1.1 Что такое неньютоновская жидкость?
Жидкость в окружающем нас мире встречается повсеместно. Свойства жидкостей знакомы каждому, и любой человек, взаимодействующий с ними в той или иной степени, может предугадать, как поведет себя какая-либо жидкость в конкретной ситуации. Жидкости, свойства которых мы привыкли наблюдать в ежедневном использовании, подчиняются закону Ньютона, называются ньютоновскими. Ньютоновская жидкость названа в честь Исаака Ньютона, который открыл закон вязкого трения для жидкостей.
Области применения неньютоновских жидкостей.
Неньютоновские жидкости с каждым годом все больше завоевывают наш мир. Ученым нравится этот материал, и они с завидным постоянством радуют нас новыми интересными идеями применения неньютоновских жидкостей.
Рассмотрим несколько вариантов использования и применения неньютоновских жидкости в мире в настоящее время:
Чтобы косметика держалась на коже, ее делают вязкой, будь это жидкий тональный крем, блеск для губ, подводка для глаз, тушь для ресниц, лосьоны, или лак для ногтей. Вязкость для каждого изделия подбирается индивидуально, в зависимости от того, для какой цели оно предназначено. (Приложение 3)
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. Обладающая 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. (Приложение 4)
В автомобильной промышленности:
Неньютоновские жидкости используются в автомобильной промышленности: моторные масла синтетического производства на основе неньютоновской жидкости обладают отчетливо выраженными преимуществами, в частности они создают защитную пленку смазочного материала, которая никогда не стекает с рабочих поверхностей двигателя. Мы развели неньютоновскую жидкость в таз, и нам удалось побегать на неньютоновской жидкости. (Приложение 5)
2.1 Изготовление неньютоновской жидкости.
Мы сами легко можем сделать вариант неньютоновской жидкости, которая называется «ооблек» («oobleck ) Рецепт ее прост.
Приготовление крахмального раствора
Цель: получить неньютоновскую жидкость.
Для приготовления нам нужны крахмал (картофельный, кукурузный) и вода. В глубокую миску высыпали крахмал и добавили воду. Пропорция зависит от качества крахмала и обычно составляет от 1:1 до 1:3 в пользу воды. В результате смешивания получили нечто типа киселя, обладающего интересными свойствами. (Приложение 6)
Нечто необычное мы заметили, как только стали смешивать крахмал и воду. По виду это был кисель или тесто для блинов. Но размешать её было непросто. Казалось, что не сможем растворить крахмал. Оказывается, он и не растворится. Поэтому у нашей жидкости свойства интересные.
Попробуем изучить свойства жидкости.
Проведём несколько опытов и посмотрим, как неньютоновская жидкость будет себя вести при различном воздействии на неё.
Я опустил руку в жидкую массу и резко попробовал сжать пальцы внутри нее. Также можно резко попробовать вытащить руку из нее. Главное все это делать быстро. В ходе проведения опыта можно заметить, что при резком воздействии на неньютоновскую жидкость она моментально крепчает. (Приложение 7)
Вывод: таким образом, резко сжать внутри нее пальцы не получится, и резко вынуть руку тоже, несмотря на то, что при медленном погружении в нее руки мы чувствовали обыкновенную жидкость.
При медленном погружении сжатого кулака в неньютоновскую жидкость, она проявляет свойства обычной жидкости и не оказывает сопротивления. Но если по ней резко ударить, то она мгновенно превратится в более плотное вещество, и, пробить ее не получится. (Приложение 8)
Вывод: при быстром и резком взаимодействии она становится похожей на твердое тело, а при медленном воздействии становится жидкостью.
Мы попробовали скатать из данной жидкости шарик. Надо быстро потереть её в ладонях. Из-за трения образовывался небольшой твёрдый шарик, (Приложение 9) но когда прекращаешь воздействовать на нее, шарик моментально растекается в руках. (Приложение 10)
Вывод: при воздействии на жидкость, она твердеет, при прекращении воздействия – растекается.
Мы попробовали перелить жидкость из одного сосуда в другой.
При переливании неньютоновской жидкости из одного сосуда в другой, мы увидели, что она вновь проявляет как свойства твердого вещества, так и жидкого. При вытекании жидкости из одного сосуда, как и в момент своего падения, она остается жидкой, но при взаимодействии с поверхностью другого сосуда, или любой другой твердой поверхностью она на секунды столкновения становится твердой, и вновь растекается.
Вывод: при падении жидкость проявляет свойства жидких тел, пр соприкосновении с твёрдой поверхностью – твёрдых тел.
Взяли яйцо, положили его в пакет с водой, бросили с высоты данный пакет в ведро. Яйцо при ударе разбилось. Взяли другое яйцо и положили его в пакет с неньютоновской жидкостью. Точно так же бросили с высоты в ведро, но яйцо не разбилось. (Приложение 11)
Вывод: при ударе о ведро жидкость повела себя как твердое тело.
Вывод: при воздействии на жидкость, она принимает свойства твёрдого тела.
Приготовив большое количество жидкости, я попробовал по ней побегать. Интересно, что пока я перебирал ногами, оставался на поверхности. Как только останавливался, погружался в жидкость.
Вывод: жидкость твёрдая, пока на неё воздействует сила.
Неньютоновские же жидкости ведут себя по-другому, то, как она будет себя вести, зависит от характера воздействия на неё.
В ходе исследования мы провели опыты, показывающие занимательные свойства жидкости. Мы показали, что частицы крахмала набухают в воде и формируются контакты в виде хаотически сплетенных молекул. Эти прочные связи называются зацеплениями. При резком воздействии прочные связи не дают молекулам сдвинуться с места, и система реагирует на внешнее воздействие, как упругая пружина. При медленном воздействии зацепления успевают растянуться и распутаться. Сетка рвется и молекулы расходятся.
В своей работе мы показали маленькую часть того, что известно о неньютоновской жидкости.
Мы узнали, насколько распространены такие жидкости. Оказывается, область применения их обширна и мы думаем, что они найдут ещё большее применение.
Выдвинутая гипотеза о свойствах неньютоновской жидкости доказана с помощью проведенных нами опытов. Неньютоновская жидкость принимает свойства жидкого и твёрдого тела, чего не может сделать ньютоновская жидкость.
Неньютоновская жидкость – это пример того, что вокруг нас много удивительных вещей. Изучая данную жидкость и проделывая с ней различные опыты, мы получили массу впечатлений и новых открытий.
3.Энциклопедический словарь юного физика / Сост.В.А.Чуянов. – 2-е изд., испр. и доп.- М.: Педагогика, 1991. – 336с.