Партнерка на США и Канаду по недвижимости, выплаты в крипто
- 30% recurring commission
- Выплаты в USDT
- Вывод каждую неделю
- Комиссия до 5 лет за каждого referral
Обзор на материалы для проектной работы «Неньютоновские жидкости»
Неньютоновской жидкостью называют жидкость, свойства которой обратны свойствам ньютоновской жидкости. Ньютоновская жидкость является исходным понятием реологии, науки, изучающей деформации и текучесть вещества. Это вязкая жидкость, подчиняющаяся в своём течении закону вязкого трения Ньютона, т. е. касательное напряжение и градиент скорости в ней линейно зависимы (градиент — вектор, указывающий направление наибольшего возрастания какой-либо величины) [1]. Отсюда можно сделать вывод, что неньютоновская жидкость — это жидкость, при течении которой её вязкость зависит от градиента скорости не линейно. Чаще всего такие жидкости сильно неоднородны и состоят из крупных молекул, образующих сложные пространственные структуры.
Простейшим примером является смесь крахмала с небольшим количеством воды [2]. Подобные жидкости называются дилатантными. Они представляют собой вещества, у которых вязкость возрастает при увеличении скорости воздействия. Дилатантный эффект наблюдается в материалах, у которых плотно расположенные частички перемешаны с заполняющей оставшееся пространство жидкостью. При низких скоростях сдвига слоёв материала относительно друг друга жидкость действует как смазка, и дилатантный материал способен легко перетекать. При высоких скоростях жидкость не успевает заполнять свободные пространства, образующиеся между движущимися частичками, и поэтому трение между частичками сильно возрастает, что приводит к увеличению вязкости. Подобные жидкости используются в машиностроении (некоторые системы полного привода используют вязкостные муфты, наполненные дилатантной жидкостью) и военной отрасли (в качестве своеобразного наполнителя бронежилетов) [3].
Также в качестве примера неньютоновских жидкостей можно привести зыбучие пески. Это пески, перенасыщенные воздухом (газом, горячими парами) или влагой восходящих источников способны засасывать вглубь попадающие на них предметы и животных. Когда он находится в состоянии покоя, он кажется твёрдым, но небольшие изменения в напряжении на его поверхности приводят к существенному уменьшению его вязкости. Чтобы выбраться из зыбучего песка, нужно приложить огромные усилия. Сила, необходимая для того, чтобы вытащить ногу из зыбучего песка со скоростью 1 см/с, равна силе, которая потребуется, чтобы поднять легковую машину средних размеров [4].
Одним из эффектов, демонстрирующих интересные свойства неньютоновских жидкостей, является эффект Вайсенберга. Эффект Вайсенберга — явление, характерное для некоторых неньютоновских жидкостей, например растворов жидких полимеров. Вместо отбрасывания, цепочка полимеров наматывается на стержень. Явление названо по имени австрийского физика Карла Вайсенберга.
Технически, эффект заключается в следующем: если в ёмкость с раствором полимеров поместить вращающийся стержень, то вокруг стержня уровень жидкости начнёт повышаться, раствор будет «наматываться» на стержень. Цепочки полимеров закручиваются вокруг стержня, пока он вращается, а свободные концы в основной массе раствора оказываются спутанными. Во время вращения стержня конец цепочки завёрнут на нём и находится под натяжением (сила натяжения действует на каждый конец). При попытке уменьшения расстояния между двумя концами полимер пытается смещаться вверх или вниз по стержню к области, где стержень меньше обмотан полимерной цепочкой, а эффективный диаметр (диаметр стержня плюс обёрнутая вокруг цепочка) меньше, и расстояние, соответственно, короче [5].
В качестве объекта наблюдения за свойствами неньютоновской жидкости может также выступать слайм. Слайм — игрушка, впервые выпущенная компанией Mattel в 1976 г. Состоит из вязкого желеобразного материала, обладающего свойствами неньютоновской жидкости. Основным компонентом слайма, выпущенного Mattel, была гуаровая камедь. Он был зелёного цвета и продавался в пластиковой баночке. С тех пор его выпускало много других компаний, но название закрепилось. На постсоветском пространстве игрушка известна как «лизун». Вреда здоровью не несёт, однако желательно избегать попадания на слизистые оболочки. Основные компоненты — полисахарид (гуаровая камедь) и бура. Вместо полисахарида могут использоваться другие полимеры.
Слайм интересен своими свойствами. Материал похож на слизь, но при этом не разливается и легко собирается. Если слайм оставить в покое, он начинает растекаться по поверхности, а при резком воздействии уплотняется, и, например, при ударе по куску материала можно видеть, как он рвётся [6].
Источники:
Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. Том 3.Гл. ред. . Ред. кол. , М.: «Советская энциклопедия», 1988
Неньютоновские жидкостиМ.: Мир, 1964. — 216 с.
(Дата обращения 10.12.16)
Дилатантные жидкости. [Электронный ресурс] Режим доступа: