Você pode, mesmo que ande pela rua ou pelo apartamento. Não importa que força atue na água, manteiga ou leite, eles ainda manterão seu estado líquido, seja mexendo, derramando ou outro impacto físico.

Outra coisa são os fluidos não newtonianos. Sua peculiaridade reside no fato de que suas propriedades fluidas variam dependendo da velocidade de sua corrente. Um fluido não-newtoniano é facilmente feito misturando água com amido de batata/milho comestível.

Fontes:

• fluido não newtoniano como fazer

Líquidos comuns se espalham, transbordam e são facilmente permeáveis. Mas existem substâncias que podem ficar em pé e até suportar o peso de uma pessoa. Eles são chamados de fluidos não newtonianos.

Existem emulsões cuja viscosidade é variável e dependente da taxa de deformação. Muitas suspensões foram desenvolvidas com propriedades que contradizem as leis da hidráulica. Seu uso tornou-se difundido na química, processamento, petróleo e outros ramos da indústria moderna.

Estes incluem lama de esgoto, pasta de dente, sabão líquido, fluidos de perfuração, etc. Geralmente essas misturas são heterogêneas. Eles contêm grandes moléculas capazes de formar estruturas espaciais complexas. Exceções são aquelas preparadas à base de fécula de batata ou milho.

Fazendo um fluido não newtoniano em casa

A água é necessária para criar uma emulsão. Normalmente os ingredientes são usados ​​em partes iguais, mas às vezes a proporção é de 1:3 a favor da água. Após a mistura, obtém-se um líquido que se assemelha a gelatina em consistência e possui características interessantes.

Se você colocar lentamente um objeto em um recipiente com uma emulsão, o resultado será semelhante a mergulhar a coisa na tinta. Ao balançar bem e bater na mistura com o punho, pode-se notar mudanças em suas propriedades. A mão vai saltar como se estivesse batendo em uma substância sólida.

A emulsão derramada de grande altura, em contato com a superfície, se acumula em grumos. No início do jato, ele fluirá como um líquido comum. Outra experiência é enfiar lentamente a mão na composição e apertar os dedos com força. Uma camada sólida se forma entre eles.

Você pode colocar a escova até o pulso na suspensão e tentar puxá-la bruscamente. Há uma grande chance de que o recipiente da emulsão suba com a mão.

Usando as características de um fluido não newtoniano para criar um lodo

O primeiro foi criado em 1976. Ganhou imensa popularidade devido às suas propriedades incomuns. Slime era elástico, fluido e tinha a capacidade de se transformar constantemente. Tais qualidades tornaram a demanda pelo brinquedo colossal também entre os adultos.

Areia movediça - fluido do deserto não newtoniano

Eles têm as propriedades de corpos sólidos e líquidos durante a noite devido à configuração incomum dos grãos de areia. O fluxo de água sob a areia movediça agita uma camada solta de grãos de areia até que a massa de um viajante que vagou até o fundo desmorona a estrutura.

A areia é redistribuída e começa a sugar a pessoa. Tentativas de sair por conta própria levam à rarefação do ar, com uma força titânica puxando as pernas para trás. A força necessária para liberar os membros neste caso é comparável ao peso da máquina.

A densidade da areia movediça é maior que a densidade da água subterrânea. Mas você não pode nadar neles. Devido ao aumento da umidade, os grãos de areia formam uma substância viscosa.

Qualquer tentativa de movimento causa uma reação poderosa. A massa de areia movendo-se em baixa velocidade não tem tempo de preencher a cavidade que se forma atrás do objeto deslocado. Cria um vácuo. Em resposta a movimentos bruscos, a suspensão endurece. O movimento na areia movediça só é possível se for realizado de forma muito suave e lenta.

Um fluido newtoniano é qualquer fluido que tenha uma viscosidade constante, independente da tensão externa que é aplicada a ele. Um exemplo é a água. Para fluidos não newtonianos, a viscosidade mudará e dependerá diretamente da velocidade do movimento.

O que são fluidos newtonianos?

Exemplos de fluidos newtonianos são pastas, suspensões, géis e colóides. A principal característica de tais substâncias é que a viscosidade para elas é constante e não muda em relação à taxa de deformação.

A taxa de deformação é a tensão relativa que um fluido desenvolve à medida que se move. A maioria dos fluidos são newtonianos e as equações de Bernoulli para escoamentos laminares e turbulentos se aplicam a eles.

Taxa de deformação

Os fluidos sensíveis ao cisalhamento são mais fluidos. A taxa de cisalhamento ou a folga entre a substância e as paredes do vaso, como regra, não afeta muito esse parâmetro e pode ser desprezada. O valor da taxa de deformação é conhecido para todos os materiais e é um valor tabular.

Em alguns casos, no entanto, pode mudar. Por exemplo, se o líquido for uma emulsão aplicada em filme fotográfico, mesmo pequenas imperfeições podem levar a manchas e o produto final não terá as qualidades desejadas.

Vários líquidos e suas viscosidades

Nos fluidos newtonianos, a viscosidade é independente da taxa de cisalhamento. No entanto, para alguns deles, a viscosidade varia com o tempo. Isso se manifesta por uma mudança na pressão em um tanque ou tubo. Tais líquidos são chamados dilatantes ou tixotrópicos.

Para fluidos latentes, a tensão de cisalhamento sempre aumenta, pois sua viscosidade e o aumento da taxa de cisalhamento estão inter-relacionados. Para líquidos tixotrópicos, esses parâmetros podem mudar aleatoriamente. A taxa de deformação não pode aumentar rapidamente com a diminuição da viscosidade. Portanto, a velocidade de movimento das partículas de matéria pode aumentar, diminuir ou permanecer a mesma. Tudo depende do tipo de líquido. No entanto, a taxa de deformação tende a diminuir. Significa que

Para a maioria dos líquidos (água, compostos orgânicos de baixo peso molecular, soluções verdadeiras, metais fundidos e seus sais), o coeficiente de viscosidade depende apenas da natureza do líquido e da temperatura. Tais líquidos são chamados newtoniano e as forças de atrito interno que surgem neles obedecem à lei de Newton (fórmula 11).

Para alguns líquidos, predominantemente de alto peso molecular (por exemplo, soluções poliméricas) ou representando sistemas de dispersão (suspensões e emulsões),  também depende do regime de fluxo - pressão e gradiente de velocidade. Com seu aumento, a viscosidade do líquido diminui devido à violação da estrutura interna do fluxo de líquido. Sua viscosidade é caracterizada pelo chamado coeficiente de viscosidade condicional, que se refere a certas condições de fluxo de fluido (pressão, velocidade). Tais líquidos são chamados estruturalmente viscoso ou não newtoniano.

1.4. O escoamento de um fluido viscoso. Fórmula de Poiseuille.

Envolvido no estudo da circulação sanguínea, o médico e físico francês Poiseuille veio à necessidade de uma descrição quantitativa dos processos de escoamento de um fluido viscoso em geral. Os padrões estabelecidos por ele para este caso são importantes para a compreensão da essência dos fenômenos hemodinâmicos e sua descrição quantitativa.

Poiseuille estabeleceu que a viscosidade de um líquido pode ser determinada a partir do volume de líquido que flui através de um tubo capilar. Este método é aplicável apenas ao caso de fluxo de fluido laminar.

Deixe nas extremidades de um tubo capilar vertical com um comprimento eu e raio R criou uma diferença de pressão constante р. Vamos destacar uma coluna de líquido dentro do capilar com um raio r e altura h. A força de atrito interno atua na superfície lateral desta coluna:

Arroz. 6 Esquema para derivação da fórmula de Poiseuille.

Se um R 1 e R 2 - pressão nas seções superior e inferior, respectivamente, as forças de pressão nessas seções serão iguais:

F 1 = p 1  r 2 e F 2 = p 2  r 2 .

A força da gravidade é F pesado = mgh=  r 2 gl.

Com um fluxo constante de fluido, de acordo com a segunda lei de Newton:

F tr + F pressão + F pesado =0,

Dado que (R 1 -R 2 ) = R,DVD é igual a:

Integramos:

Encontramos a constante de integração a partir da condição de que em r= R Rapidez v=0 (as camadas adjacentes diretamente ao tubo são imóveis):

A velocidade das partículas de fluido dependendo da distância do eixo é:

O volume de líquido que flui através de uma certa seção do tubo no espaço entre superfícies cilíndricas com raios r e r+ dr durante t, é determinado pela fórmula dV=2  rdrvt ou:

O volume total de líquido que flui através da seção transversal do capilar no tempo t:

(19)

No caso em que desprezamos a força da gravidade do líquido (capilar horizontal), o volume de líquido que flui através da seção transversal do capilar é expresso pela fórmula de Poiseuille:

(20)

A fórmula 20 pode ser transformada: dividimos ambas as partes desta expressão pelo tempo de expiração t. À esquerda, obtemos a vazão volumétrica do líquido Q (volume de líquido que flui através da seção por unidade de tempo). O valor que 8  eu/ 8  R 4 denotar por X.. Então a fórmula 20 assume a forma:

(21)

Nesse registro, a fórmula de Poiseuille (também chamada de equação de Hagen-Poiseuille) é semelhante à lei de Ohm para uma seção de um circuito elétrico.

Uma analogia pode ser feita entre as leis da hidrodinâmica e as leis do fluxo de corrente elétrica através de circuitos elétricos. Taxa de fluxo volumétrico de líquido Qé um análogo hidrodinâmico da força da corrente elétrica EU. Análogo hidrodinâmico da diferença de potencial  1 -  2 é a diferença de pressão R 1 - R 2 . lei de Ohm eu =( 1 -  2 )/R tem a fórmula 20 como seu análogo hidrodinâmico. X representa resistência hidráulica - análogo de resistência elétrica R.

Teoria da elasticidade
Tensão Tensor Sólidos Elasticidade Plasticidade Lei de Hooke Reologia Viscoelasticidade

Hidrodinâmica
Fluido Hidrostático Hidrodinâmica Viscosidade fluido newtoniano· Fluido não newtoniano · Tensão superficial

Equações Básicas
Equação de continuidade Equação de Euler Equações de Navier-Stokes Equação de vórtices Equação de difusão Lei de Hooke

Veja também: Portal: Física

fluido newtoniano(nomeado em homenagem a Isaac Newton) é um fluido viscoso, obedecendo à lei de Newton do atrito viscoso em seu escoamento, ou seja, a tensão tangencial e o gradiente de velocidade em tal fluido são linearmente dependentes. O fator de proporcionalidade entre essas quantidades é conhecido como viscosidade.

Definição

Uma equação simples que descreve as forças viscosas em um fluido newtoniano, que determina em grande parte seu comportamento, é baseada no fluxo de cisalhamento:

$\backslash tau=\backslash mu\backslash frac(\backslash partial\; u)(\backslash partial\; y)$,

• $\backslash tau$- tensão de cisalhamento causada pelo líquido, Pa;
• $\backslash mu$- coeficiente de viscosidade dinâmico - coeficiente de proporcionalidade, Pa s;
• $\backslash frac(\backslash partial\; u)(\backslash partial\; y)$é a derivada da velocidade na direção perpendicular à direção de cisalhamento, s −1 .

Esta equação é geralmente usada quando um líquido escoa em uma direção, quando o vetor de velocidade do fluxo pode ser considerado co-direcional (paralelo) em todos os pontos do volume de líquido considerado.

Da definição, em particular, segue-se que o fluido newtoniano continua a fluir mesmo que as forças externas sejam muito pequenas, desde que não sejam estritamente zero. Para um fluido newtoniano, a viscosidade, por definição, depende apenas da temperatura e pressão (e também da composição química se o fluido não for puro), e não depende das forças que atuam sobre ele. Um fluido newtoniano típico é a água.

• $\backslash tau\_(ij)$- tensão de cisalhamento $eu$ª face do elemento fluido em $j$-ª direção;
• $u\_i$- velocidade em $eu$-ª direção;
• $x\_j$ - $j$-ª coordenada de direção.

Se um fluido não obedece a essas relações (a viscosidade varia com a taxa de fluxo do fluido), então ele é chamado de fluido não newtoniano em contraste: soluções poliméricas, várias suspensões sólidas e a maioria dos fluidos muito viscosos.

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Notas

Veja também

Um trecho caracterizando o fluido newtoniano

Miloradovitch virou o cavalo abruptamente e ficou um pouco atrás do soberano. Os Absheronians, excitados pela presença do soberano, valentemente, batendo os pés rapidamente, passaram pelos imperadores e seus séquitos.
- Rapazes! - gritou Miloradovich em voz alta, confiante e alegre, aparentemente excitado tanto pelos sons de tiro, a expectativa da batalha e a visão dos bons companheiros do Apsheron, ainda seus camaradas Suvorov, passando rapidamente pelo imperadores, que se esqueceu da presença do soberano. - Gente, vocês não pegam a primeira vila! ele gritou.
- Fico feliz em tentar! os soldados gritaram.
O cavalo do soberano se esquivou de um grito inesperado. Este cavalo, que havia carregado o soberano nas revistas na Rússia, aqui, no Campo de Austerlitz, carregava seu cavaleiro, resistindo aos golpes esparsos com o pé esquerdo, alertava seus ouvidos para os sons dos tiros, assim como ela fazia no Campo de Marte, sem entender o significado de nenhum desses tiros ouvidos, nem a vizinhança do garanhão negro do imperador Franz, nem tudo o que aquele que o montou disse, pensou, sentiu naquele dia.
O soberano virou-se para um de sua comitiva com um sorriso, apontando para os companheiros Absherons, e disse algo a ele.

Kutuzov, acompanhado por seus ajudantes, cavalgava atrás dos carabinieri.
Tendo percorrido meia verstinha na cauda da coluna, ele parou em uma casa abandonada e solitária (provavelmente uma antiga taverna) perto da bifurcação de duas estradas. Ambas as estradas desciam e as tropas marchavam ao longo de ambas.
A neblina começou a se dispersar e, indefinidamente, a uma distância de duas verstas, tropas inimigas já podiam ser vistas em colinas opostas. À esquerda, abaixo, o tiroteio tornou-se mais audível. Kutuzov parou de falar com o general austríaco. O príncipe Andrei, um pouco atrás, olhou para eles e, querendo pedir um telescópio ao ajudante, virou-se para ele.
"Olhe, olhe", disse este ajudante, olhando não para o exército distante, mas para baixo da montanha à sua frente. - Eles são franceses!
Dois generais e ajudantes começaram a pegar o cano, puxando-o um do outro. Todos os rostos mudaram de repente e o horror foi expresso em todos. Os franceses deveriam estar a três quilômetros de nós, mas eles apareceram de repente, inesperadamente na nossa frente.
- Isso é um inimigo?... Não!... Sim, olhe, ele... provavelmente... O que é isso? vozes foram ouvidas.
O príncipe Andrey com um olhar simples viu uma densa coluna de franceses subindo à direita em direção aos apsheronianos, a não mais de quinhentos passos do local onde Kutuzov estava.
“Aqui está, o momento decisivo chegou! Veio a mim ”, pensou o príncipe Andrei, e batendo em seu cavalo, dirigiu até Kutuzov. “Devemos parar os Apsheronians,” ele gritou, “Sua Excelência!” Mas, no mesmo instante, tudo estava coberto de fumaça, ouviu-se tiros à queima-roupa e uma voz ingenuamente assustada, a dois passos do príncipe Andrei, gritou: “Bem, irmãos, o sábado!” E como se essa voz fosse um comando. A esta voz, tudo correu para correr.
Multidões mistas e cada vez maiores fugiam de volta para o local onde cinco minutos atrás as tropas passaram pelos imperadores. Não foi apenas difícil parar essa multidão, mas foi impossível não voltar junto com a multidão.

PERGUNTA: O que é um fluido não newtoniano? Como fazer em casa?
RESPONDA: fluído não-newtoniano chamado de fluido que muda sua viscosidade dependendo do gradiente de velocidade. Consiste em grandes moléculas que formam estruturas espaciais não homogêneas complexas. Isso significa que quanto mais rápido você acertar ( aplicar uma força externa) sobre a superfície de um fluido não newtoniano, maior se torna sua viscosidade.

Se você mergulhar lentamente os dedos em um fluido não newtoniano, ele ainda será tão líquido quanto a água comum, sem criar nenhum obstáculo para sua mão. Mas se você tentar atingir a superfície de um fluido não newtoniano com todas as suas forças, ficará pelo menos surpreso, porque sua superfície se transformará instantaneamente em uma massa elástica que não permitirá que sua mão afunde dentro dela!

Como fazer em casa

A receita é bastante simples e barata: vá à loja e compre amido comum, qualquer um serve - batata ou milho. Em seguida, misture com água na proporção de 2:1. É isso aí, o fluido não newtoniano está pronto! Agora você pode experimentar em casa.

Parece que as crianças modernas já não se surpreendem com nada. Aparelhos modernos, brinquedos com muitas funções diferem daqueles que seus pais tiveram na infância, como um barco moderno de um barco de madeira.

Mas, recentemente, os pais estão prestando cada vez mais atenção ao que este ou aquele jogo oferece em termos de desenvolvimento. Alguns deles permitem que você explore o mundo, desenvolvendo as crianças mental e fisicamente.

E se, além disso, esse jogo pode ser feito independentemente com a participação de uma criança, isso é uma grande vantagem. Na Internet, você pode encontrar muitos desses brinquedos. Um dos mais simples e interessantes é o chamado fluido não newtoniano. Então, como fazer um fluido não newtoniano em casa e o que é necessário para isso?

O que é um fluido não newtoniano

Antes de passar para a resposta à pergunta: “Como fazer um fluido não newtoniano em casa com suas próprias mãos?” - Não será supérfluo entender o que é e como funciona.

Um fluido não newtoniano é um tipo de substância que se comporta de maneira diferente em diferentes velocidades de ação mecânica sobre ela. Se a velocidade da influência externa for pequena, mostra sinais de um líquido comum. E se for acionado em uma velocidade mais alta, é semelhante em características a um corpo sólido.

As vantagens de um jogo tão divertido incluem:

• Possibilidade e facilidade de autoprodução.
• Baixo custo e disponibilidade de ingredientes.
• Oportunidades educacionais para crianças.
• Ecologicamente correto (ao contrário de alguns jogos de plástico, não contém substâncias nocivas e você conhece a composição com antecedência).

Entretenimento e educação

O que poderia ser melhor do que fazer algo interessante e incomum com seu filho? Além disso, esta lição será realmente útil não apenas para crianças, mas também para adultos. A simplicidade de como fazer um fluido não newtoniano em casa permite que você crie entretenimento interessante em apenas alguns minutos. O resultado é um jogo que vai cativar toda a família. Além disso, desenvolve habilidades motoras manuais em crianças.

Se você bater rapidamente, ele se comportará como um corpo sólido e você sentirá sua elasticidade. Se você abaixar lentamente a mão nele, ele não encontrará nenhum obstáculo e haverá uma sensação de que é água.

Outro lado positivo é o desenvolvimento da imaginação. Com vários tipos de impacto no líquido, ele se comporta de maneira muito interessante. Se um recipiente com ele for colocado em uma superfície vibrante ou simplesmente sacudido rapidamente, ele começará a assumir formas muito incomuns.

Não se esqueça dos benefícios educacionais. Tal líquido permite, na prática, estudar os fundamentos mais simples da física - as propriedades de um corpo sólido e líquido.

Como fazer um fluido não newtoniano em casa: duas maneiras

A composição da mistura afeta diretamente suas propriedades. Assim, deve-se saber como fazer um fluido não newtoniano em casa. A receita é muito simples. Tem apenas dois ingredientes principais - água e amido. O último ingrediente pode ser milho ou batata. A água deve estar fria. Tudo está bem misturado. Tudo está pronto!

Para um estado mais líquido da mistura, a proporção de água e amido é tomada 1: 1. Para mais difícil - 1:2. Se desejar, você pode adicionar corante alimentar a ele, para que a mistura fique brilhante.

E como fazer um líquido não newtoniano em casa sem amido? Esta receita é um pouco mais complicada, mas tão eficaz quanto a anterior. Primeiro, a água e a cola PVA comum são misturadas em proporções de 0,75: 1. Separadamente, a água é combinada com uma pequena quantidade de bórax. Depois disso, ambas as composições são misturadas e completamente misturadas.

Ambos os métodos permitem obter um fluido não newtoniano, mas o primeiro é muito mais simples e o mais popular.

Mais água e amido...

Sabendo como fazer um líquido não newtoniano em casa, você pode, aumentando as proporções, fazer uma quantidade suficiente dessa mistura e enchê-la com, por exemplo, uma piscina infantil pequena. Uma profundidade de 15 a 25 centímetros será suficiente. Então você pode pular, correr, dançar na superfície desse líquido sem cair. Mas se você parar, você imediatamente mergulha nele. Este é um ótimo entretenimento para adultos e crianças.

Na Malásia, uma piscina inteira foi inundada com fluido não newtoniano. Este lugar imediatamente se tornou muito popular. Pessoas de todas as idades aproveitam seu tempo lá.