Библиографическое описание:
Крутых Г.О. Необычное поведение жидкости // Современная начальная школа. 2022. № 1 (32). URL: https://files.s-ba.ru/publ/primary-school/2022/32.pdf.
Исследовательская работа «Необычное поведение жидкости»
ВВЕДЕНИЕ
…материал, который обладает удивительными
свойствами: при малых нагрузках он мягкий
и эластичный, а при больших – становится
твердым и очень упругим.
Природа - настоящая физическая лаборатория. Я ещё не изучаю физику, но очень люблю проводить разные физические опыты и эксперименты. Мой проект посвящён необычной жидкости, которая обладает удивительными свойствами. При малых нагрузках она мягкая, текучая, эластичная, а при больших становится твёрдая и очень упругая. В процессе изучения темы у меня возникали вопросы: как называется эта жидкость и какими свойствами обладает. Где можно использовать свойства такой жидкости? Чтобы на них ответить я решил исследовать - «Необычное поведение жидкости».
Цель работы: изучение свойств неньютоновской жидкости.
Задачи:
1.Узнать, в чем отличие ньютоновской и неньютоновской жидкостей и почему их так назвали.
2. Узнать области применения неньютоновских жидкостей.
3. В домашних условиях приготовить неньютоновскую жидкость.
4. Провести эксперименты, демонстрирующие необычные свойства неньютоновской жидкости.
Актуальностью моей работы является то, что вещество, имеющее свойства и жидкости, и твердого тела можно использовать во многих областях жизни.
Объект исследования – неньютоновская жидкость.
Предмет исследования - свойства неньютоновской жидкости.
Научной гипотезой моего исследования является то, что существуют жидкости с особыми свойствами и при хорошем изучении им можно найти огромное применение.
1.ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
1.1 Ньютоновская и неньютоновская жидкость.
Как вы себе представляете жидкость? Какими свойствами она должна обладать? В первую очередь, наверное, она должна литься, растекаться и так далее, а уж никак не выдерживать вес человека или занимать вертикальное положение, но не всё в нашем мире так просто, есть особые жидкости, которые ведут себя немного странно.
Жидкости, свойства которых мы привыкли наблюдать в ежедневном использовании, подчиняются закону Исаака Ньютона – английского математика, астронома, физика и называются они ньютоновскими. Ньютоновская жидкость – это вода, масло и большая часть привычных нам, в ежедневном использовании текучих веществ, то есть таких, которые сохраняют свое агрегатное состояние, что бы вы с ними не делали.
Неньютоновскими называют жидкости, течение которых не подчиняется закону Ньютона. Эти жидкости меняют свою плотность и вязкость при воздействии на них физической силой, причем не только механическим воздействием, но даже и звуковыми волнами.
Чем сильнее воздействие на обычную жидкость, тем быстрее она будет течь и менять свою форму. Если воздействовать на неньютоновскую жидкость механическими усилиями, мы получим совершенно другой эффект, жидкость начнет принимать свойства твердых тел и вести себя как твердое тело. Свойства неньютоновских жидкостей изучает наука реология (от греч. rheos-течение, поток и logos-слово, учение).
1.2 Применение неньютоновской жидкости.
Неньютоновские жидкости с каждым годом все больше завоевывают наш мир. Ученым нравится этот материал, они экспериментируют и делятся с нами своими открытиями, идеями применения неньютоновских жидкостей. Рассмотрим несколько вариантов использования и применения неньютоновских жидкости в мире в настоящее время:
1. В качестве смазочного материала (они создают защитную пленку смазочного материала, которая никогда не стекает с рабочих поверхностей двигателя).
2. В косметологии, чтобы косметика держалась на коже, ее делают вязкой. Вязкость для каждого изделия подбирается индивидуально, в зависимости от того, для какой цели оно предназначено.
3. Продукты с большой вязкостью, например, соусы, используют в кулинарии. Их также используют для того, чтобы удерживать слои продуктов на месте.
4. Для того чтобы защитить авиапассажиров, международная команда ученых разработала специальную «Жидкую» сумку-чехол содержащую неньютоновскую жидкость, которая способна подавить взрыв в багажном отсеке самолета. Неньютоновская жидкость может служить отличной "упаковкой" для потенциально взрывоопасных грузов, также основным преимуществом новинки являются вес и удобство.
5. Ведутся работы по изготовлению контейнеров для транспортировки и хранения, легко бьющихся стеклянных и хрупких предметов.
6.Хендгам – жвачка для рук. Это хороший способ снятия стресса и разминки кисти. Это жвачка для рук и очень необычный полимер: твердый и жидкий одновременно. Пластичная масса, приятно мять и растягивать. Хендгам - рвется, магнитится, успокаивает, светится в темноте, меняет цвет, прыгает, тянется, капает.
В длительных промежутках времени хендгам ведет себя подобно жидкости, он медленно стекает, капает и растекается по поверхности. Если сделать шарик и положить на стол, то через некоторое время шарик станет лужицей. При быстром воздействии handgum - это твердое тело - шарик, кинутый об пол подпрыгнет, как каучук. Настоящий прыгающий пластилин. Хендгам можно разорвать резким движением или даже забить им гвоздь! Жвачка для рук хендгам обладает свойствами неньютоновской жидкости. В России появился в 2008 году.
7.Лизун давно завоевал популярность у детишек разного возраста по всему миру. Он был впервые выпущен в 1976 году в США. Сейчас же эту интересную и оригинальную игрушку можно приобрести во многих магазинах детских товаров.
В продаже есть «лизуны» самых разных расцветок. Чем хорош «лизун»? Он липнет к любой поверхности и, отлипая, не оставляет следов. Поэтому пластичного «лизуна» можно подбрасывать к потолку или кинуть его в стену без риска испортить обои. «Лизуна» приятно мять в руках, он нравится и взрослым, и детям.
2. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1 Приготовление неньютоновской жидкости в домашних условиях.
Реактивы: крахмал картофельный - 3 части, вода – 2 части.
Посуда: глубокая чашка (кристаллизатор), металлическая палочка
Ход работы:
1. Возьмём крахмал и насыпаем его в кристаллизатор
2. Нальём воды и размешаем с помощью металлической палочки (не использовать стеклянные палочки, из-за их хрупкости).
3. Дадим отстояться раствору 1 час, если на поверхности будут остатки воды, слить их.
Результат.
В результате смешивания получается нечто типа киселя, обладающего интересными свойствами. Эта жидкость и будет примером неньютоновской.
2.2Экспериментальная часть.
Опыт № 1
Возьмем раствор в ладонь и начинаем катать его как пластилин.
Результат.
Мы тут же почувствуем, как жидкость превращается в комочек очень похожий на мягкое тесто. Но стоит прекратить движения как комочек опять превратится в жидкость.
Опыт № 2
В данном опыте нам понадобится довольно большая и глубокая чашка. Потому что сейчас мы положим на раствор деревянный брусок и вобьем в брусок гвоздь (естественно не до конца, все - таки у нас слой жидкости не такой большой в опыте).
Результат.
В чашке с неньютоновской жидкостью брусок не тонул, а только немного пружинисто проседал, и гвоздь получилось забить.
Вывод из опытов.
Вязкость неньютоновской жидкости зависит от механических воздействий. Чем выше скорость воздействия, тем больше вязкость.
Опыт № 3
Возьмём 2 сырых куриных яйца, положим их в полиэтиленовые пакетики, нальем в один пакет воды, а в другой раствор и завяжем. Теперь бросим эти пакеты с высоты 1,5-2 метра на стол. Яйцо, брошенное в пакете с жидкостью, осталось целым, а яйцо в пакете с водой разбилось.
Вывод из опыта.
Этот опыт наглядно иллюстрирует то, что неньютоновскую жидкость можно использовать как защиту от ударов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
Гипотеза подтвердилась.
Изучив различные источники информации, я узнал о необычных свойствах неньютоновской жидкости, противоречащих законам физики. Эта жидкость меняет свою плотность и вязкость при воздействии на неё физической силой.
Я узнал, что неньютоновские жидкости получили широкое применение в повседневной жизни человека.
Приготовил в домашних условиях неньютоновскую жидкость.
Мне удалось наглядно продемонстрировать удивительные свойства неньютоновской жидкости.
У неньютоновской жидкости богатый потенциал, и я думаю, что она найдет еще больше применения в нашей жизни.
Список использованной литературы
1. У.Л. Уилкинсон, «Неньютоновские жидкости», пер. с англ., М., 1964
2. Астарита Дж., Марруччи Дж., Основы гидромеханики неньютоновских жидкостей, пер. с англ., М., 1978
3. Рейнер М., Реология, пер. с англ., М., 1965
4. Шульман 3. П., Беседы о реофизике, Минск, 1976
5. Изучение некоторых свойств жидкостей, / http:// revolution.allbest. ru
6. Cтроение вещества ч.1, / http:// class-fizika. spb. ru
7. Ньютоновская жидкость – мир звука, / http:// navolne zvuka. ru
Крутых Г.О. Необычное поведение жидкости // Современная начальная школа. 2022. № 1 (32). URL: https://files.s-ba.ru/publ/primary-school/2022/32.pdf.
Исследовательская работа «Необычное поведение жидкости»
ВВЕДЕНИЕ
…материал, который обладает удивительными
свойствами: при малых нагрузках он мягкий
и эластичный, а при больших – становится
твердым и очень упругим.
Природа - настоящая физическая лаборатория. Я ещё не изучаю физику, но очень люблю проводить разные физические опыты и эксперименты. Мой проект посвящён необычной жидкости, которая обладает удивительными свойствами. При малых нагрузках она мягкая, текучая, эластичная, а при больших становится твёрдая и очень упругая. В процессе изучения темы у меня возникали вопросы: как называется эта жидкость и какими свойствами обладает. Где можно использовать свойства такой жидкости? Чтобы на них ответить я решил исследовать - «Необычное поведение жидкости».
Цель работы: изучение свойств неньютоновской жидкости.
Задачи:
1.Узнать, в чем отличие ньютоновской и неньютоновской жидкостей и почему их так назвали.
2. Узнать области применения неньютоновских жидкостей.
3. В домашних условиях приготовить неньютоновскую жидкость.
4. Провести эксперименты, демонстрирующие необычные свойства неньютоновской жидкости.
Актуальностью моей работы является то, что вещество, имеющее свойства и жидкости, и твердого тела можно использовать во многих областях жизни.
Объект исследования – неньютоновская жидкость.
Предмет исследования - свойства неньютоновской жидкости.
Научной гипотезой моего исследования является то, что существуют жидкости с особыми свойствами и при хорошем изучении им можно найти огромное применение.
1.ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
1.1 Ньютоновская и неньютоновская жидкость.
Как вы себе представляете жидкость? Какими свойствами она должна обладать? В первую очередь, наверное, она должна литься, растекаться и так далее, а уж никак не выдерживать вес человека или занимать вертикальное положение, но не всё в нашем мире так просто, есть особые жидкости, которые ведут себя немного странно.
Жидкости, свойства которых мы привыкли наблюдать в ежедневном использовании, подчиняются закону Исаака Ньютона – английского математика, астронома, физика и называются они ньютоновскими. Ньютоновская жидкость – это вода, масло и большая часть привычных нам, в ежедневном использовании текучих веществ, то есть таких, которые сохраняют свое агрегатное состояние, что бы вы с ними не делали.
Неньютоновскими называют жидкости, течение которых не подчиняется закону Ньютона. Эти жидкости меняют свою плотность и вязкость при воздействии на них физической силой, причем не только механическим воздействием, но даже и звуковыми волнами.
Чем сильнее воздействие на обычную жидкость, тем быстрее она будет течь и менять свою форму. Если воздействовать на неньютоновскую жидкость механическими усилиями, мы получим совершенно другой эффект, жидкость начнет принимать свойства твердых тел и вести себя как твердое тело. Свойства неньютоновских жидкостей изучает наука реология (от греч. rheos-течение, поток и logos-слово, учение).
1.2 Применение неньютоновской жидкости.
Неньютоновские жидкости с каждым годом все больше завоевывают наш мир. Ученым нравится этот материал, они экспериментируют и делятся с нами своими открытиями, идеями применения неньютоновских жидкостей. Рассмотрим несколько вариантов использования и применения неньютоновских жидкости в мире в настоящее время:
1. В качестве смазочного материала (они создают защитную пленку смазочного материала, которая никогда не стекает с рабочих поверхностей двигателя).
2. В косметологии, чтобы косметика держалась на коже, ее делают вязкой. Вязкость для каждого изделия подбирается индивидуально, в зависимости от того, для какой цели оно предназначено.
3. Продукты с большой вязкостью, например, соусы, используют в кулинарии. Их также используют для того, чтобы удерживать слои продуктов на месте.
4. Для того чтобы защитить авиапассажиров, международная команда ученых разработала специальную «Жидкую» сумку-чехол содержащую неньютоновскую жидкость, которая способна подавить взрыв в багажном отсеке самолета. Неньютоновская жидкость может служить отличной "упаковкой" для потенциально взрывоопасных грузов, также основным преимуществом новинки являются вес и удобство.
5. Ведутся работы по изготовлению контейнеров для транспортировки и хранения, легко бьющихся стеклянных и хрупких предметов.
6.Хендгам – жвачка для рук. Это хороший способ снятия стресса и разминки кисти. Это жвачка для рук и очень необычный полимер: твердый и жидкий одновременно. Пластичная масса, приятно мять и растягивать. Хендгам - рвется, магнитится, успокаивает, светится в темноте, меняет цвет, прыгает, тянется, капает.
В длительных промежутках времени хендгам ведет себя подобно жидкости, он медленно стекает, капает и растекается по поверхности. Если сделать шарик и положить на стол, то через некоторое время шарик станет лужицей. При быстром воздействии handgum - это твердое тело - шарик, кинутый об пол подпрыгнет, как каучук. Настоящий прыгающий пластилин. Хендгам можно разорвать резким движением или даже забить им гвоздь! Жвачка для рук хендгам обладает свойствами неньютоновской жидкости. В России появился в 2008 году.
7.Лизун давно завоевал популярность у детишек разного возраста по всему миру. Он был впервые выпущен в 1976 году в США. Сейчас же эту интересную и оригинальную игрушку можно приобрести во многих магазинах детских товаров.
В продаже есть «лизуны» самых разных расцветок. Чем хорош «лизун»? Он липнет к любой поверхности и, отлипая, не оставляет следов. Поэтому пластичного «лизуна» можно подбрасывать к потолку или кинуть его в стену без риска испортить обои. «Лизуна» приятно мять в руках, он нравится и взрослым, и детям.
2. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1 Приготовление неньютоновской жидкости в домашних условиях.
Реактивы: крахмал картофельный - 3 части, вода – 2 части.
Посуда: глубокая чашка (кристаллизатор), металлическая палочка
Ход работы:
1. Возьмём крахмал и насыпаем его в кристаллизатор
2. Нальём воды и размешаем с помощью металлической палочки (не использовать стеклянные палочки, из-за их хрупкости).
3. Дадим отстояться раствору 1 час, если на поверхности будут остатки воды, слить их.
Результат.
В результате смешивания получается нечто типа киселя, обладающего интересными свойствами. Эта жидкость и будет примером неньютоновской.
2.2Экспериментальная часть.
Опыт № 1
Возьмем раствор в ладонь и начинаем катать его как пластилин.
Результат.
Мы тут же почувствуем, как жидкость превращается в комочек очень похожий на мягкое тесто. Но стоит прекратить движения как комочек опять превратится в жидкость.
Опыт № 2
В данном опыте нам понадобится довольно большая и глубокая чашка. Потому что сейчас мы положим на раствор деревянный брусок и вобьем в брусок гвоздь (естественно не до конца, все - таки у нас слой жидкости не такой большой в опыте).
Результат.
В чашке с неньютоновской жидкостью брусок не тонул, а только немного пружинисто проседал, и гвоздь получилось забить.
Вывод из опытов.
Вязкость неньютоновской жидкости зависит от механических воздействий. Чем выше скорость воздействия, тем больше вязкость.
Опыт № 3
Возьмём 2 сырых куриных яйца, положим их в полиэтиленовые пакетики, нальем в один пакет воды, а в другой раствор и завяжем. Теперь бросим эти пакеты с высоты 1,5-2 метра на стол. Яйцо, брошенное в пакете с жидкостью, осталось целым, а яйцо в пакете с водой разбилось.
Вывод из опыта.
Этот опыт наглядно иллюстрирует то, что неньютоновскую жидкость можно использовать как защиту от ударов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
Гипотеза подтвердилась.
Изучив различные источники информации, я узнал о необычных свойствах неньютоновской жидкости, противоречащих законам физики. Эта жидкость меняет свою плотность и вязкость при воздействии на неё физической силой.
Я узнал, что неньютоновские жидкости получили широкое применение в повседневной жизни человека.
Приготовил в домашних условиях неньютоновскую жидкость.
Мне удалось наглядно продемонстрировать удивительные свойства неньютоновской жидкости.
У неньютоновской жидкости богатый потенциал, и я думаю, что она найдет еще больше применения в нашей жизни.
Список использованной литературы
1. У.Л. Уилкинсон, «Неньютоновские жидкости», пер. с англ., М., 1964
2. Астарита Дж., Марруччи Дж., Основы гидромеханики неньютоновских жидкостей, пер. с англ., М., 1978
3. Рейнер М., Реология, пер. с англ., М., 1965
4. Шульман 3. П., Беседы о реофизике, Минск, 1976
5. Изучение некоторых свойств жидкостей, / http:// revolution.allbest. ru
6. Cтроение вещества ч.1, / http:// class-fizika. spb. ru
7. Ньютоновская жидкость – мир звука, / http:// navolne zvuka. ru