美文网首页
神奇的非牛顿流体,让你轻松练成“水上漂”

神奇的非牛顿流体,让你轻松练成“水上漂”

作者: 体游科学实验室 | 来源:发表于2019-08-20 16:18 被阅读0次

    对于首次听到“非牛顿流体”的孩子会问

    非牛顿流体到底是个啥?

    请看下图▼

    △轻功水上漂?

    △口香糖开椰子?

    △穿爆气球?

    这就是非牛顿流体的威力!!

    但我们跟孩子可不能这么讲,谁也听不懂。但它确实是一种非常贴近我们生活的物质,举个例子,比如各种果汁、生的鸡蛋清、蜂蜜、胶水等等。

    这些液体都有点“黏”,与纯水有很大不同,水就是典型的牛顿流体

    之所以叫“牛顿”流体,是因为牛顿当年确实研究了关于水这样流体流动的原因,因此冠以他的大名。牛顿流体的形变率和剪切力呈线性关系。这就意味着牛顿流体的粘度是不变的

    但非牛顿流体,用科学的话讲,就是其剪应力与剪切应变率之间不是线性关系的流体。

    当我们将锤子缓慢的放入非牛顿流体淀粉糊中,非牛顿流体很容易包裹住锤子。

    然而,当我们快速的用锤子去锤击非牛顿流体的表面,神奇的现象发生了,根本锤不下去有没有?流体的粘度通过外力被彻底的改变了!

    如何和孩子一起做一个非牛顿流体实验呢?

    简单的很!

    非牛顿流体亲子实验

    实验材料:玉米淀粉200g、凉水少许、玻璃容器2个

    制作方法:

    1. 首先将约200g玉米粉倒入玻璃容器中,然后将水也倒入该容器中,玉米淀粉与水的比例大约是3:1。

    2.将水和玉米淀粉充分混合搅拌均匀。

    3.用手抓取混合物。用拳头快速捶打混合物,观察混合物的形态。

    混合物像液体一样柔软

    4.用手指戳混合物并观察其形态。

    用手指轻戳,手指自然而然就慢慢陷入其中。

    5.用拳头快速捶打混合物。

    用拳头砸打,就像一睹墙坚硬。

    是不是很神奇呢?

    实验原理

    实验中的玉米淀粉和水的混合液就叫做“非牛顿流体”。非牛顿流体就是指不满足牛顿粘性实验定律的流体,非牛顿流体介乎于液体和固体之间。流体的粘度会因为受到的压力或速度而变化,压力越大速度越快,粘度会增加,甚至成为暂时性的固体。因此当用力搥打非牛顿流体时,接触面因为压力大而粘度增加,就无法击穿流体,甚至连子弹都无法击穿。

    关于非牛顿流体的其他奇妙现象

    爬杆效应

    左侧是牛顿流体,当搅拌杆旋转时,由于离心运动,中央的流体会向周围扩散。而右侧的非牛顿流体,竟然会沿着搅拌杆爬了上来!

    无管虹吸-虹吸现象

    对于牛顿流体(比如水),虹吸时,虹吸管是不能脱离液面的,不然水流就“断了”。然而, 对于非牛顿流体,管口就可以脱离液面。

    甚至,索性连管都不要,一样可以!太任性了。

    虽然接触到的非牛顿流体看似平淡无奇,但是在我们日常生活中用途还是数不胜数的:

    ▲液态防弹衣

    ▲减速带减少对车轮的损害

    ▲自制棉花糖

    ▲糖葫芦糖浆拉丝

    是不是很神奇呢?

    认识了非牛顿流体,

    赶紧和孩子去进行一次科学实验探索吧~

    相关文章

      网友评论

          本文标题:神奇的非牛顿流体,让你轻松练成“水上漂”

          本文链接:https://www.haomeiwen.com/subject/pzbpsctx.html