...驚くべき機能を備えた素材
特性: 軽い負荷の下では柔らかい
弾力性があり、大きくなると、
硬くて非常に弾力性があります。
人は現実から逃れることはできない 物質世界彼を取り囲み、そして彼自身がその中で生きている。 自然、日常生活、テクノロジー、そして私たちを取り囲み、私たちの中で起こるすべてのものは、起源と発展の統一法則、つまり物理法則の影響を受けます。
自然は実際の物理的な実験室であり、そこで人は積極的な観察者、創造者でなければなりませんが、観察したものを少なくともおおよそ説明できない自然の奴隷ではありません。 自然現象。 誰もが生まれたときから、成長するにつれて周囲の物質に慣れ、区別し始めます。 いろいろな種類気体や固体から液体を区別し、物質に固有の特有の特性を理解します。 幼い頃、子供はこれらの興味深い兆候についてあまり考えず、水が液体であり、雪が固体である理由を理解していません...人は年齢を重ねるほど、知識の範囲が広くなり、より深くなります彼は物事の本質を理解しています。 したがって、液体の概念によって、牛乳や水だけでなく、他の種類の物質と同様に、液体にも独自の分類と基本的な特性があることがすべての人に理解される瞬間が来ます。 他の凝集状態と区別する液体の主な特性は、実質的にその体積を維持しながら、たとえ任意に小さい接線方向の機械的応力の影響下でその形状を無限に変化させる能力である。 液体状態は通常、固体と気体の中間であると考えられます。気体は体積も形状も保持しませんが、固体は両方を保持します。 液体は理想と現実に分けられます。 理想的 - 絶対的な移動性を備えた非粘性液体、つまり 摩擦力や接線応力が存在せず、絶対的な不変性を持ちます。 圧縮性、抵抗、引張力、せん断力、および十分な移動性を備えた本物の粘性液体、つまり 摩擦力と接線応力の存在。
プロジェクトの関連性:
私たちは囲まれています 大量の液体。 液体はいつでもどこでも私たちの周りにあります。 人間自体は液体でできており、水は私たちに命を与え、私たちは水から生まれ、常に水に戻ります。 お茶を飲む、手を洗う、車にガソリンを入れる、フライパンに油を注ぐなど、私たちは常に液体の使用に遭遇します。 液体の主な特性は、機械的ストレス下で形状を変化できることです。
しかし、すべての液体が通常どおりに動作するわけではないことが判明しました。 これらはいわゆる非ニュートン流体です。 私たちはそのような液体の珍しい性質に興味を持ち、いくつかの実験を行いました。
仮説：
非ニュートン液体の物理的特性の一部を明確に確認できる実験を実施します。
プロジェクトの目標:
非ニュートン流体を入手する
非ニュートン流体の物理的性質を研究する
プロジェクトの目的：
非ニュートン流体に関する理論資料を収集する
非ニュートン液体のいくつかの物理的特性 (密度、沸点、結晶化温度) を実験的に研究します。
非ニュートン液体の適用範囲を調べる
研究手法：
観察
理論材料の研究
実験の実施
分析
理論部分
液体は物質の状態の 1 つです。 このような状態には 3 つあり、集合状態とも呼ばれます: 気体、液体、固体。 物質がその体積を維持しながら、外部の影響下でその形状を無制限に変える性質を持っている場合、その物質は液体と呼ばれます。
液体状態は通常、固体と気体の中間であると考えられます。気体は体積も形状も保持しませんが、固体は両方を保持します。 液体には理想的なものと現実的なものがあります。 理想的 - 絶対的な移動性を備えた非粘性液体、つまり 摩擦力や接線応力が存在せず、外力の影響下でも体積が絶対的に不変であること。 圧縮性、抵抗、引張力、せん断力、および十分な移動性を備えた本物の粘性液体、つまり 摩擦力と接線応力の存在。 実際の流体はニュートン流体または非ニュートン流体になります。
ニュートン流体は均一流体です。 ニュートン流体とは、水、油、そして私たちがよく知っているもののほとんどです。 日常的に使用流体物質、つまり、どのような操作を行っても凝集状態を維持する物質です (もちろん、蒸発や凍結について話している場合を除きます)。
もう一つは非ニュートン流体です。 それらの特異性は、その流体特性が電流の速度に応じて変動するという事実にあります。
また、 XVII後期世紀 偉大な物理学者ニュートンは、オールを速く漕ぐことはゆっくり漕ぐことよりはるかに難しいことに気づきました。 そして彼は、液体の粘度は液体に加えられる力に比例して増加するという法則を定式化しました。 ニュートンは惑星の運動をシミュレートしようとして流体の流れの研究に行き着きました 太陽系水中で太陽を表す円柱を回転させます。 彼の観察では、シリンダーの回転が維持されると、それが液体の質量全体に徐々に伝達されることを確立しました。 その後、このような液体の性質を表すために「内部摩擦」や「粘度」という用語が使われるようになり、同様に普及しました。 歴史的に、ニュートンのこれらの研究は、粘度とレオロジーの研究の基礎を築きました。
たとえば、液体が不均質である場合、複雑な空間構造を形成する大きな分子で構成されている場合、その流動中の粘度は速度勾配に依存します。 このような流体は非ニュートン流体と呼ばれます。 非ニュートン流体、または異常流体とは、その流れがニュートンの法則に従わない流体です。 油圧の観点から見ると異常なこのような流体は数多くあります。 石油、化学、加工、その他の産業で広く使用されています。
非ニュートン液体は通常の液体の法則に従いません。これらの液体は物理的な力を受けると密度と粘度が変化します。 機械的衝撃しかし、音波さえも、 電磁場。 通常の液体に機械的に作用すると、液体への衝撃が大きいほど、液体の面間のずれが大きくなります。つまり、液体への衝撃が強いほど、液体はより速く流れ、形状が変化します。 非ニュートン液体に機械的な力を作用させると、全く異なる効果が得られ、液体は固体の性質を帯び始め、固体のように振る舞い、液体の分子間の結合は増加するにつれて増加します。力を加えると、その結果、そのような液体の層を移動させる物理的な困難に直面することになります。 非ニュートン液体の粘度は、液体の流れの速度が低下するにつれて増加します。
実験部分
実践編では、いくつかの実験を行いました。
実験その1「非ニュートン液体の取得」
目的: 非ニュートン流体を取得し、それが通常の条件下でどのように動作するかを確認すること。
器具：水、でんぷん、ボウル。
実験の進捗:
1 ボウルに水と片栗粉を入れます。 物質の等量を混合します。
2 結果として白い液体が得られます。
速くかき混ぜると抵抗を感じますが、ゆっくりかき混ぜると抵抗を感じないことに気づきました。 得られた液体を手に注ぎ、ボールに転がしてみてください。 ボールを転がしながら液体に作用するとき、手の中に液体の固体ボールがあり、液体に作用する速度が速く、強くなるほど、ボールの密度はより高く、より硬くなります。 手を緩めると、それまで硬かったボールがすぐに手の上に広がります。 これは、液体への影響がなくなった後、液体は再び液相の性質を帯びるという事実によるものです。
実験その2「ちょっと勉強してみよう」 物理的特性非ニュートン液体」
特性を研究するために、前の実験で得られたデンプンと水の混合物、シャワージェルとヒマワリ油を使用しました。
この実験の目的は、これらの液体の密度、沸点、結晶化温度を実験的に決定することです。
実験の結果、以下のようなデータが得られました。
実験その3「非ニュートン流体に対する磁場の影響の研究」
強磁性流体を使った実験は、ビデオの形でインターネット上に広く配信されています。 実際のところ、この種の液体は磁石の影響下で特定の動きをするため、実験は非常に壮観なものになります。
強磁性流体は自宅で自分の手で作ることができます。 これを行うには、オイル (モーター オイル、ひまわり油などが適しています) とレーザー プリンター用のトナー (粉末状の物質) を用意します。 両方の材料をサワークリームの粘稠度になるまで混ぜます。
効果を最大限に高めるために、得られた混合物を水浴中で約30分間加熱し、かき混ぜることを忘れないでください。
強磁性流体（フェロフルイド）は、次のようなものにさらされると強く分極する液体です。 磁場。 簡単に言うと、この液体に普通の磁石を近づけると、ハリネズミのようになったり、こぶして立ち上がったりするなど、特定の動きをします。
おもちゃ作り - スライム
最初のスライムのおもちゃは 1976 年にマテル社によって作られました。 スライムのおもちゃは、その流動性、弾力性、そして常に変形する能力という面白い特性により人気を博しています。 非ニュートン流体の特性を持つこのスライムのおもちゃは、すぐに子供と大人の間で信じられないほどの人気を博しました。 スライムはどこでも買えるわけではありませんが、 面白いおもちゃ私たちはすぐに家でそれを作ることを学びました。
自分の手で家でスライムを作るのとは異なります オリジナルレシピ。 したがって、より入手しやすい物質を使用します。
1. PVA接着剤。 白い、できれば生のりは文具店や文房具店で購入できます。 金物店。 Lizun用の通常のガラスの約半分、約100グラムの接着剤が必要です。
2. 水 – 最も一般的な水道水。 ご希望であれば茹でてお召し上がりいただけます 室温。 もう少しガラスが必要になります。
3. 四ホウ酸ナトリウム、ホウ砂、またはホウ砂。 4％溶液の形で薬局で購入できます。
4. 食品着色料またはブリリアントグリーンを数滴。 元のスライムは緑色ですが、鮮やかな緑色は着色料として最適です。
5. 計量カップ、器具、混合スティック。 スティックとして、鉛筆、スプーン、またはその他の適切な物体を使用できます。
スライムの作成プロセスに移りましょう。
大さじ1杯のホウ砂をコップ1杯の水に溶かします。
- 別のボウルにコップ4分の1の水とコップ4分の1の接着剤を入れて均一な混合物にします。 必要に応じて、そこに染料を追加します。
- 撹拌 接着剤混合物、そこにガラス半分ほどのホウ砂溶液を徐々に加えます。 ゼリー状の均一な塊が得られるまでかき混ぜます。
- 結果を確認してみましょう。とろみのある物質は、実際にはスライムのおもちゃです。 テーブルの上に置いて、砕いて、その本来の特性をすべて確認することができます。
非ニュートン流体の応用
奇妙なことに、これらの液体は世界中で非常に人気があります。 非ニュートン流体を研究するときは、まずその粘度を研究します。 粘度およびその測定方法と維持方法に関する知識は、医学、技術、料理、化粧品の製造に役立ちます。
美容分野での応用
化粧品会社は、顧客が好む粘度の完璧なバランスを見つけることで莫大な利益を上げています。
リキッドファンデーション、リップグロス、アイライナー、マスカラ、化粧水、マニキュアなど、化粧品を肌に密着させるために粘性を持たせています。 各製品の粘度は、使用目的に応じて個別に選択されます。 たとえば、リップグロスは、唇に長時間留まるのに十分な粘度が必要ですが、粘度が高すぎてはなりません。そうでないと、リップグロスを使用すると、唇に不快なベタつきを感じてしまいます。 化粧品の大量生産には粘度調整剤と呼ばれる特殊な物質が使用されます。 で 家庭用化粧品同じ目的のために、異なるオイルとワックスが使用されます。
シャワージェルは、汚れを洗い流すのに十分な時間体に残るように粘度が調整されていますが、必要以上に長く留まらないと、また汚れたと感じてしまいます。 通常、完成品の粘度は 化粧品粘度調整剤を加えて人為的に変化させたもの。
粘度が最も高いのは軟膏用です。 クリームの粘度はより低く、ローションの粘度は最も低くなります。 このおかげで、ローションは軟膏やクリームよりも薄い層で肌に乗り、肌をリフレッシュする効果があります。 粘度の高い化粧品に比べて夏でも快適に使えますが、肌に長く留まらないため、塗り込みが強く、塗り直しの回数が多くなります。 クリームや軟膏はローションよりも肌に長く留まり、保湿効果が高くなります。 空気中の水分が少ない冬に特に適しています。 で 寒波皮膚が乾燥してひび割れた場合、軟膏とクリームの中間のようなボディオイルなどの製品が非常に役立ちます。 軟膏は吸収されて皮膚が油っぽくなるまでにかなり時間がかかりますが、体に残る時間はずっと長くなります。 したがって、それらは医療でよく使用されます。
多くの場合、購入者が化粧品の粘度を気に入ったかどうかによって、将来その製品を選択するかどうかが決まります。 そのため、化粧品メーカーは、ほとんどの購入者にとって魅力的な最適な粘度を得るために多大な労力を費やしています。 シャワージェルなど、同じメーカーが同じ目的の製品を製造することがよくあります。 さまざまなオプションさまざまな粘度があるため、購入者は選択できます。 製造中はレシピに厳密に従い、粘度が基準を満たしていることを確認します。
料理に使う
料理の見栄えを良くしたり、食べ物をより食欲をそそったり、食べやすくしたりするために、粘性のある食品が調理に使用されます。
ソースなどの粘度の高い製品は、パンなどの他の製品に塗るのに非常に便利です。 食品の層を所定の位置に保持するためにも使用されます。 サンドイッチでは、バター、マーガリン、またはマヨネーズがこれらの目的に使用されます。そうすれば、チーズ、肉、魚、野菜がパンから滑り落ちません。 サラダ、特に多層サラダでは、サラダの形を保つためにマヨネーズやその他の粘性のあるソースもよく使用されます。 最も 有名な例そのようなサラダ - 毛皮のコートの下のニシンとオリヴィエ。 マヨネーズやその他の粘性のあるソースの代わりに使用する場合 オリーブオイル、そうすると野菜や他の食べ物は形を保てなくなります。
形状を保持する能力がある粘性のある製品は、料理の装飾にも使用されます。 たとえば、写真のヨーグルトやマヨネーズは、与えられた形を維持するだけでなく、その上に置かれた装飾をサポートします。
医学への応用
医学では、血液の粘度を測定し、制御できることが必要です。粘度が高いと多くの健康上の問題が生じるためです。 通常の粘度の血液に比べて、粘度の高い血液は血管内をうまく移動せず、流れが制限されます。 栄養素臓器や組織、さらには脳にも酸素が供給されます。 組織が十分な酸素を受け取らない場合、組織は死んでしまうため、粘度の高い血液は組織と組織の両方に損傷を与える可能性があります。 内臓。 酸素を最も必要とする体の部分だけでなく、血液が到達するのに最も時間がかかる部分、つまり四肢、特に手足の指も損傷を受けます。 たとえば、凍傷では血液の粘度が高まり、腕や脚、特に指の組織に十分な酸素が運ばれず、重篤な場合には組織死が起こります。 このような状況では、指や場合によっては手足の一部を切断しなければなりません。
テクノロジーへの応用
非ニュートン流体は自動車産業で使用されており、非ニュートン流体をベースにした合成モーター オイルは、エンジン回転数が増加すると粘度が数十倍低下し、エンジン内の摩擦が減少します。
結論と結論
行われた作業の結果として、理論的な情報源のレビューが行われました。 非ニュートン液体を使用した一連の実験が実行され、密度が計算され、非ニュートン液体の沸騰温度と結晶化温度が決定されました。
実験の結果に基づいて、次の結論が導き出されます。
1. 非ニュートン流体を素早くかき混ぜると抵抗が感じられますが、ゆっくりとかき混ぜると抵抗は感じられません。 急速に移動すると、このような液体は固体のように動作します。
2. 温度が変化すると、液体の密度が変化します。
私たちの周りには驚くべきものがたくさんありますが、非ニュートン流体はその代表的な例です。 その驚くべき特性を明確に示すことができたと思います。
作業の結果に基づいて、割り当てられたすべてのタスクが完了し、計画されていたすべての実験が実行されました。 実験とプレゼンテーションは、私たちが行った研究の目的を説明しました。
文学
教材:
1. A.V.ペリシキン。 物理 7 年生、バスタード、モスクワ 2008
2. ザレンボ L.K.、ボロトフスキー B.M.、スタハノフ I.P. 現代物理学についての小学生たちなど。 啓蒙、2006 年
3. カバルディン O.F.、物理学、参考資料、教育、1988 年
作業は完了しました:
スキビン・イリヤ、9年生
ハリトーノフ・ヴァディム、9年生
スーパーバイザー:
ギエフスカヤ・リュドミラ・イワノヴナ
物理の先生
市立教育機関
ノヴォカリトヴェンスカヤ中学校
ロッソシャンスキー市区
ヴォロネジ地方
皆さん、こんにちは！ 私たちのホームラボへようこそ！
そして、若い実験者アルチョムとアレクサンドラがしなかったこと。 そして、色付きのアイスクリームが作られ、ヨウ素が青色に着色され、魔法のオイルドロップが発明されました。 しかし、すべてが彼らにとって十分ではありません！ そして今日、彼らは自宅で非ニュートン流体を作る方法を見つけ出すことにしました。 出来ますか？
結局のところ、それは十分に可能です。 以下のビデオで証拠を示します。
実験の進捗状況
説明
非ニュートン流体とは何ですか? そして、なぜそう呼ばれるのでしょうか？
ちょっとした歴史。 17世紀末から18世紀初頭にかけて、イギリスにこんな人が住んでいました。 有名な物理学者アイザック・ニュートン。 法を発見したのは彼だった 万有引力。 しかし、それは今ではありません。
ある日、ニュートンはオールに座ってボートに浮かんでいました。 そして、ニュートンは非常に注意深い人だったので、ゆっくりと慎重にオールを漕ぐと、オールは簡単に水を通過できることに気づきました。 しかし、より多くの力を加えてはるかに速く漕ぎ始めると、オールが水を通過するのがはるかに困難になります。
「どうしてそんなことがあり得るだろうか？」と物理学者は考えた。 彼は長い間考え、時間を費やした さまざまな実験計算を行った結果、別の法則が発見されました。最も単純な形では次のようになります。
液体の粘度は、それに加わる力に比例して増加します。
粘度は、簡単に言えば、抵抗する能力です。 湯船に浸かりながら、この水の性質を実感することができます。 ゆっくりと手を水に浸してみてください。水は抵抗を感じません。
また、水面を強く叩くと抵抗があり、少し痛い場合もあるので注意しましょう。
水がほぼ固体になるほどの力で水に影響を与えることは可能でしょうか? そしておそらく人にさえ耐えますか？ たとえば、このビデオのように。
ここで何が見えるでしょうか？ 男は水の上を走ります。 想像できない！ 素晴らしい！ どうやら、その速度が非常に速く、貯留層の表面に非常に強い衝撃を与えるため、液体の粘性が非常に高くなり、液体自体がはじかれるようになっています。
結局のところ、これは単なる冗談です。 ビデオに映っている人々は水の上を走っているのではなく、水中に隠れた歩道を走っていた。
実際に水の上を走るには、体重 74 kg、足のサイズ 42 の人が時速 150 km で走る必要があります。
参考のため。 地球上で最も速い男はウサイン・ボルトです。 ジャマイカのスポーツ選手。 彼の 最大速度– 37.578 km/h。
つまり、水の上を走るというのはSFの世界の話なのです。 これは水だけでなく、牛乳やバターにも当てはまります。 ニュートンの法則に従うすべての液体に適用されます。
ただし、誰もがこの法律に従うわけではありません。 そして、そのような「手に負えない」流体は非ニュートン流体と呼ばれます。 そして彼らは粘液に非常に似たまさにそのような液体を作りました。
得られる物質を非常に硬くするのに大きな力は必要ありません。 少し力を入れるだけで十分で、彼女はすでに全力で抵抗しています。 非ニュートン流体を通過できるのはこのためです。 信じられない？ ビデオを見る）
興味深いですね。
レシピは簡単です。 でんぷんと水が必要ですが、熱いものではなく冷たいものです。 実験により、水の2倍量のでんぷんを加える必要があることが分かりました。 水に染料を加えると、粘液にも色がつきます。
でんぷんなしでも出来ますか？ 彼らはそれが可能だと言いますが、私たちは試していません。 しかし、レシピは次のようになります。
1つのボウルで、3/4カップの水と1カップのPVA接着剤を混ぜる必要があります。
別のボウルに水1/2カップと大さじ2を混ぜます。 ホウ砂のスプーン。
次に、これら 2 つの溶液を組み合わせて混合します。
デンプンと水を使用するオプションがはるかに簡単であることに同意します。 材料はすべて家にあるもの、手元にあるもの、または最寄りの食料品店で購入できるものです。
非ニュートン流体はどこで使用されますか? このような異常なものはたくさんあり、さまざまな業界で広く使用されています。 たとえば、石油産業、化学産業、加工産業などです。 これらの液体はすべて人工的に作られています。
しかし、それらは自然界にも存在します。 たとえば、沼地の湿地も非ニュートン流体です。 砂漠の流砂は、その上に落ちるすべてのものを自分自身に「吸い込む」液体と同じように動作します。
さて、実験を終えてビデオカメラの電源を切った後、このような異常な液体を使えばサーカスでも演技ができることがわかりました。 ビデオを見る）
今日はこれで終わりです。 この実験はとても面白いのでぜひ試してみてください)
水に関する実験はさらにたくさんあります。 来週の土曜日、私たちの ホームラボ新しい試みであなたを楽しませます。 たぶんやりますよ 人工雪。 お見逃しなく）
アルチョム、アレクサンドラ、エフゲニア・クリムコビッチ、よろしく。
自宅でデンプンから自分の手で非ニュートン液体を作るにはどうすればよいですか？ この資料では次のことがわかります 詳細な指示、非ニュートン流体の写真とビデオ。
水の上を歩くことは可能だと思いますか？ 奇妙なことに、水を非ニュートン流体に置き換えると、これが可能になります。 非ニュートン流体を作るにはどうすればよいですか? それは簡単です、実験には200グラムのデンプンとガラスが必要です 冷水そしてスピーカー。 スピーカーは十分な大きさでなければなりません。
でんぷんの袋を切り、中身を慎重にボウルに注ぎます。 次に、でんぷんに水を加えます。 水を追加しすぎないでください。追加すると非ニュートン流体が得られません。
でんぷんを水に混ぜます。 かき混ぜるとき、スプーンがでんぷんの中を速く動くほど、かき混ぜるのが難しくなることがわかります。 逆も同様で、スプーンをゆっくり動かすほど、物質は混ざりやすくなります。
非ニュートン流体とは何ですか? これは、作用の速度に応じて固体と液体の性質を示す液体です。
ほら、指で液体を鋭く叩きました。 叩くたびに硬化し、指はほぼ乾いた状態を保ちます。 そして、指が速く動くほど、液体は硬くなります。 そして、指をゆっくり挿入すると、簡単に非ニュートン流体に入ります。
非ニュートン流体を丸めてボールにすることもできます。 そこで液体を手に取り、影響を与え始めると固まります。 しかし、衝撃を止めるとすぐに、固体のボールは液体に変わります。
非ニュートン流体はテーブル上で転がすことができます。 影響を受けずに残った液体の一部が、滴となって側面に転がり落ちていく様子に注目してください。
非ニュートン流体が音波の影響下でどのように動作するかを見てみましょう。 100ヘルツの周波数で音をスピーカーに送ってみましょう。 スピーカーでショーが展開されるのをご覧ください。 では、ペイントを加えてみましょう。
なぜこのようなことが起こり、非ニュートン流体は固体または流体になるのでしょうか? 実際、でんぷんが濡れると、その分子間に強い結合が形成されます。
ドラムのとき 音波分子に当たると、分子間の結合が弾性バネのように作用し、でんぷんが硬くなります。
指で鋭い打撃をした場合も同じことが起こります。 しかし、指をゆっくり挿入すると、分子間の結合は簡単に切れてしまいます。
非ニュートン流体は、たとえば防弾チョッキに使用できます。 弾丸がボディーアーマーに鋭く当たると、非ニュートン流体が衝撃の力をボディーアーマー全体に分散させます。 広いエリアそして兵士をよりよく守るでしょう。
非ニュートン流体に関する実験のビデオ
そして主に実践の観点から（説明および形式として）。
非ニュートン流体とハンドガム (ハンドガムとしても知られています) は非常に重要です。 というか、2 番目は最初の特殊なケースです。 そして、最初のカテゴリはより一般的なカテゴリです:) それでは、定義から始めましょう:
非ニュートン流体は、場合によっては固体のように動作する流体です。 そして時には液体のように。 したがって、通常の液体は広がって流れることができます。 非ニュートン流体でもこれが可能です。 一方、通常の液体は固体になったり、反発したり、形成したりすることはできませんが、非ニュートン液体は固体になることができます。 一般に、結果は非常に興味深いものです。 この結果の理由は、これらの液体はほとんどの場合、大きなポリマー分子から作られており、それらの間の「接着」はそれほど強くなく、これらの分子は互いにかなり自由にスライドできるためです（ほぼ判明しています）。
たとえば、「シャンプー」タイプの非ニュートン液体を、十分な圧力と適切な角度で注ぎます。 硬い表面次のように、シャンプーの流れが表面で跳ね返り、弧を描く様子がわかります。
ちなみに、このエフェクトには「ケイエフェクト」という名前がついています。 特定のスキル (シャンプーの約 10 瓶目) があれば、素晴らしいことを行う方法を学ぶこともできます :) しかし、理論は終わりにして、約束された実践に移りましょう。
非ニュートン流体を取得する 2 つの方法を提供します。 1 つ目は少し汚く、2 つ目はより壮観ではありますが、信頼性が少し低くなります。
つまり、でんぷんと水からなる非ニュートン流体です。
調理にはでんぷん（ジャガイモ、トウモロコシなど）と水が必要です。 比率はでんぷんの品質によって異なりますが、通常は 1:1 ～ 1:3 で水が優先されます。 混合の結果、興味深い特性を持つゼリーのようなものが得られます。 したがって、混合物の入った容器に手をゆっくりと挿入すると、結果は水の中に手を挿入した場合とまったく同じになります。 しかし、正しく振ってこの混合物を打つと、手はまるで固体のように跳ね返ります。
また、そのような混合物を十分な高さから注ぐと、流れの上部では液体のように流れます。 そして底には固形物質のように塊となって蓄積されます。 液体の中に手を突っ込んで指を強く握ることもできます。 指の間に硬い層が形成されているのがわかります。 または、別の実験 - この「ゼリー」に手を突っ込んで、鋭く引き抜こうとします。 高確率で容器が手で盛り上がってしまいます。
お気づきかと思いますが、ここで説明した混合物の挙動は生地の挙動と非常によく似ています。 したがって、この混合物をあまり汚さないようにしたい場合は、そこに小麦粉を少し加えてもよいでしょう。 このトピックに関するビデオ (非ニュートン流体で何ができるかについて):
この嬉しいことに、非ニュートン液体を準備する 2 番目の方法に進みます。
四ホウ酸ナトリウム (ホウ砂) と PVA 接着剤から作られたほぼ非ニュートン性の液体。
名前が示すように、この実験では結果がハンドガム (手用チューインガム) に近く、薬局または市場でおばあさんから入手できる四ホウ酸ナトリウム (ホウ砂) と PVA が必要です。のり。 混合割合は材料の品質にも依存するため、レシピごとに異なります。 ほとんどの場合、これは接着剤: 四ホウ酸塩 = 1:1 ～ 1:4 です。
参考: 四ホウ酸ナトリウム (「ホウ砂」) - Na2B4O7、弱塩 ホウ酸一般的なホウ素化合物である強塩基には、いくつかの結晶水和物があり、技術分野で広く使用されています。
基本原則は、非常に徹底的かつ迅速に混合することです。 私たちの仕事は、ホウ砂を PVA 接着剤の体積中に均一に分散させ、ホウ砂間の物理的および化学的相互作用が始まると、それ以上の混合が不可能になる可能性があります (目的のハンドガムの形成も同様です)。 一般に、その結果はカッテージチーズになる可能性があります。 それが理由です この方法信頼性が低いと言われています。 よりクリーンですが、ハンドゲームが終わった後、手にでんぷんの縞模様が残ることはありません。
アドバイスがありますが、発酵のために混合物を密閉容器に数時間放置します。 約束した ホウ砂と PVA 接着剤を使って手用ガムを作る方法に関するビデオチュートリアル:
PVA接着剤について：PVA-Mブランドはそのような実験には適さないという意見があります。
ちなみに、2番目のオプションは「ほぼ非ニュートン液体」と呼ばれます。混合物は手にくっつきませんが、常に流れ落ちたり、床で跳ね返ったり、滴ったりするわけではないためです。 他のすべては問題ありませんが:)
どちらの場合も、混合物に何らかの染料を追加すると、より楽しい結果が得られます。
考えてみると、最初のケースでデンプンと水に加えたホウ砂にも追加の効果があり、この方法の煩雑さを軽減できる可能性があると推測できます。 また、2 番目のレシピにでんぷんを加えると、時間の経過とともに接着剤の硬化が遅くなる可能性があります。 乾燥した形のホウ砂を使用することも可能です。
非ニュートン流体の実験を楽しんでください。
秋の曇り空だからといって、窓辺で退屈したり、ラップトップで別のゲームをしたりする必要はありません。 家庭実験で家族を驚かせる時が来ました。その 1 つは非ニュートン液体の作成です。 この記事では、興味深い物理実験の 1 つについて説明します。
非ニュートン流体とは何ですか
非ニュートン流体は、有名な英国の物理学者アイザック ニュートンにちなんで命名されました。 この万有引力の法則の発見者は、リンゴへの愛だけでは知られていません。 ある日、彼は川をボートで航行しているときに、オールの動きが奇妙なことに気づきました。 彼がオールを力強く漕ぐほど、 さらなる抵抗水が提供されました。 オールを放してゆっくり漕ぐと、水は簡単にオールを通り抜けました。
したがって、アイザック ニュートンは別の物理法則を定式化しました。 「液体の粘度は液体に与える影響に比例する」」 手で水を叩くと水の抵抗が顕著にわかります。 手を水中に下げるだけでは、水はほとんど抵抗しません。
しかし、すべての液体がこのこの法則に従うわけではありません。 粘液などの一部の液体物質は、あたかもニュートンの法則が書き込まれていないかのように動作します。 彼らは非ニュートン的と呼ばれていました。
非ニュートン流体の作り方
最も簡単で簡単な作り方はでんぷんを使うことです。
でんぷんを使ったレシピ
このためには次のものが必要です。
- でんぷん - 2部;
- 水 – 1部;
- 混合容器。
でんぷんに水をゆっくり加えます（主な条件です！） 室温そしてよくかき混ぜます。 得られた材料の粘稠度はゼリーに似ているはずです。 物質に色を付けるには、食品着色料を加えます。
このような非ニュートン液体は、子供だけでなく大人もその特性に驚かれるでしょう。
これを使用して実行できるいくつかの実験を次に示します。
- 塊状のカップの底に手のひらを置き、すぐに手を離すと、手と一緒に皿が持ち上がる可能性が高くなります。
- 物質の表面を手でなでると、塊が形成されます。
- 手のひらを入れて指を強く握ると、指の間に硬い層が形成されます。
- 素早い相互作用により、物質を丸めてパンやチューブにすることができます。
- カップからカップへ物質を注ぐと、それが水のように上から流れ、下からは生地のように固まる様子がわかります。
家庭用品にでんぷんがない場合は、でんぷんなしで実験できます。
PVA接着剤を使ったレシピ
このレシピには次の材料が必要です。
- グラス4分の3の水と、さらにグラス半分の水。
- PVA接着剤をグラス1杯。
- ホウ砂大さじ2杯。
1 つの容器に PVA 接着剤とコップ 4 分の 3 の水をよく混ぜます。 別の容器に、大さじ2杯のホウ砂とコップ半分の水を混ぜます。 ミックス 完全に溶けるまでボーア人。 次に、両方の液体を 1 つに混ぜ合わせ、必要に応じて色付きの染料を加え、再度すべてを完全に混ぜます。 得られた物質は袋に入れて冷蔵庫に保管し、必要に応じて再度取り出してゲームに使用できます。
非ニュートン液体の「おいしい」レシピ
甘党のお子様には特にこのレシピが喜ばれます。
コンデンスミルクの缶を鍋に注ぎ、弱火にかけます。 大さじ1杯の澱粉を加え、液体が濃くなるまでかき混ぜて調理します。 出来上がった物質は美容にも 追加できる食品着色料。 塊が均一になって濃くなったら、ストーブから取り出して冷やす必要があります。 子どもたちが自分の作ったもので遊び飽きたら、驚くべき特性を持つ甘い物質を食べることができます。
自然界や日常生活における非ニュートン流体
自然界の非ニュートン流体の最も有名な具体例は次のとおりです。 流砂。 のため 珍しい形砂粒は固体と液体の両方の性質を持っています。 流砂の下を循環する水の流れによって砂が緩みます。 人がその上を踏むと、砂粒が再分散され、吸い込まれ始めます。 どうやって 強い男抵抗すればするほど、砂の中に早く沈みます。 唯一の方法外に出る - できるだけゆっくりとスムーズに動きます。 沼地にも同様の性質があり、非ニュートン流体の性質を知らなかった多くの人々が命を落としました。
最も 興味深いアプリケーション日常にある非ニュートン流体がおもちゃ「リズン」になりました。 初めて生産されました 1976年に。 その驚くべき特性により、すぐに異常な人気を博しました。 弾力性、流動性、そして際限なく変形する能力により、「リズン」は当時の子供たちにとって最も望ましい獲得物の 1 つとなりました。 このおもちゃは今でも需要があります。
彼らはまた、化学、石油精製、その他の産業で非ニュートン流体を使用することも学びました。 この物質の特性は下水泥に含まれており、 液体せっけん、 歯磨き粉。
ニュートン流体とは
ニュートン流体は、その拮抗物質とは異なり、アイザック ニュートンの粘性の法則に従う流体物質です。 特別な製造レシピは必要ありません。 私たちの周りには、水や水など、似たような物質がたくさんあります。 植物油、牛乳、ジュース。 どんなに力を加えても、かき混ぜたり、注いだりしても、その性質は維持されます。 液体の性質。 この液体はマグカップからマグカップに注いでも固まらず、手を滑らせてもダマになりません。
ビデオ
自宅で自分の手で非ニュートン流体を作る方法をご覧ください。
