Научно практическая конференция учеников

Министерство образования Республики Башкортостан

Муниципальное управление отдела образования

МОБУ СОШ № 11

Научно практическая конференция по физике

на тему: Неньютоновская жидкость

Работу выполнил обучающийся 10 А класса:

Якупов Булат Ильдарович

Руководитель учитель физики:

Закирова Эльмира Рафисовна

Город Нефтекамск, 2012 год

2

Содержание.

1. Введение………………………………………………………………………………………………….3

1.1 Цель работы ……………………………………………………………...3

1.2 Немного о жидкостях…………………………………………………………………………….4

1.3О том, какие бывают жидкости………………………………………………………………5

1.4 Получение неньютоновской жидкости в домашних условиях…………….6

1.5 Сам опыт …………………………………………………………………………………………………7

1.6 Иллюстрации ………………………………………………………………………………………….8

1.7 Эффект Кайе…………………………………………………………………………………………….9

1.8 Заключение……………………………………………………………………………………………10

3

Введение.

Тема Неньютоновской жидкости выбрана, не случайна. Как то летом я прогуливался по аллее и вдруг заметил маленького мальчика лет десяти. Мальчик танцевал и прыгал на колодце, глубиной полметра, заполненной белой жидкостью, и при этом не проваливался. Как это возможно? – подумал я. И решил поинтересоваться. А оказалось это неньютоновская жидкость. Тема для меня стала крайне интересна, и я решил выступить с неньютоновской жидкостью на ”Научно практической конференции”.

Цель работы.

Наша задача исследовать свойства Неньютоновской жидкости и поговорить о её практическом применение.

4

Немного о жидкостях.

Вообще, что это такое жидкость? Она везде и всегда. Сами люди состоят из жидкости, вода дает нам жизнь, да и люди с радостью купаются в речках морях. С научной точки зрения жидкость – это одно из агрегатных состояний вещества. Жидкость – состояние вещества, в котором оно может неограниченно менять форму при механическом воздействии снаружи, даже очень малом, при этом практически даже сохраняя объём.Жидкости бывают идеальные и реальные. Идеальные - невязкие жидкости, обладающие абсолютной подвижностью, т.е. отсутствием сил трения и касательных напряжений и абсолютной неизменностью, а объёме под воздействием внешних сил. Реальные - вязкие жидкости, обладающие сжимаемостью, сопротивлением, растягивающим и сдвигающим усилиям и достаточной подвижностью, т.е. наличием сил трения и касательных напряжений. Жидкость имеет много свойств, но я затрону лишь несколько, потому что именно они будут важны в нашей дальнейшей работе.

Итак, это:

ТЕКУЧЕСТЬ - процесс медленного пластического деформирования тела с постоянной скоростью при неизменной величине нагрузки.

А так же:

ВЯЗКОСТЬ - это способность оказывать сопротивление перемещению одной из части относительно другой - то есть как внутреннее трение.

5

О том, какие бывают жидкости.

Все обладающие вязкостью жидкости очень просто подразделяются на ньютоновские и неньютоновские.

Если в движущейся жидкости её вязкость зависит только от её природы и температуры и не зависит от градиента скорости, то такие жидкости называют ньютоновскими. К ним относятся однородные жидкости. Плазма крови является практически ньютоновской жидкостью.

Когда жидкость неоднородна, например, состоит из крупных молекул, образующих сложные пространственные структуры, то при её течении вязкость зависит от градиента скорости. Такие жидкости называют неньютоновскими.

Об этом и пойдет речь в моей работе.

Крахмал с водой - одна из таких жидкостей, и ведет себя по-разному в зависимости от воздействия.
Если на нее воздействовать резко, сильно, быстро - она проявляет свойства, близкие к свойствам твердых тел, а при медленном воздействии становится жидкостью.

6

Получение неньютоновской жидкости в домашних условиях.

Цель: изучение некоторых свойств неньютоновских жидкостей

Реактивы: крахмал картофельный, вода

Посуда: глубокая чашка (кристаллизатор), металлическая палочка

Ход работы:

Взять крахмал и насыпать его в кристаллизатор

Налить небольшое количество воды и размешать крахмал с помощью металлической палочки (не использовать стеклянные палочки, из-за их хрупкости)

Постепенно подливать воды и мешать, пока не получится однородная масса

7

Получившуюся жидкость можно налить в руку и попробовать скатать шарик, при воздействии на жидкость, пока мы будем катать шарик, в руках будет твердый шар из жидкости, причем, чем быстрее и сильнее мы будем на него воздействовать, тем плотнее и тверже будет наш шарик.

Как только мы разожмем руки, твердый до этого времени шар тут же растечется по руке. Связанно это будет с тем, что, после прекращения воздействия на него, жидкость снова примет свойства жидкой фазы.

8

9

"Эффект Кайе"

Введение: В 1963 году ученый химик и физик Артур Кайе проводил опыты на основе неньютоновских жидкостей и наблюдал интересные изменения. Ученый заметил, что если жидкость вливать с небольшой высоты в такую же жидкость или в жидкость с одинаковой плотностью и вязкостью, то струйка не растворяется в жидкости, а как бы отскакивает от самой себя. Связанно данное явление с тем, что струя жидкости, падающая вниз не может пробить поверхностное натяжение верхнего слоя и отскакивает в сторону. Это явление назвали "Эффект Кайе".

10

Заключение.

Закончить мою работу хотелось бы некоторыми фактами о неньютоновской жидкости. Материал d3o, разработанный одноименной американской компанией, тоже относится к неньютоновским жидкостям.d3o (ди-три-о) — это новый материал, мягкий и эластичный до тех пор, пока к нему не будет применено резкое сильное воздействие.Он мягкий как жвачка, но если ударить по комку этого материала молотком — комок почти не деформируется. Благодаря этому свойству материал уже применяют для производства снаряжения горнолыжников: наколенники, налокотники.

В Америке уже с 2007 года выпускают такие бронежилеты для пулемётчиков танкистов.Некоторые бронежилеты делают из специального сверхпрочного материала, который прекрасно останавливает пули, но бессилен против ножа или шила.Так как шило раздвигает волокна ткани. И для решения этой проблемыиспользуют специальный клей.

Так же Неньютоновские жидкости используются в автопроме, моторные масла синтетического производства на основе неньютоновских жидкостей уменьшают свою вязкость в несколько десятков раз, при повышении оборотов двигателя, позволяя при этом уменьшить трение в двигатели.

После того как я увидел танцующего мальчика на колодце, мне тоже захотелось сделать неньютоновскую жидкость и мне это удалось. Данный эксперимент нам сумел показать некоторые свойства жидкостей, а так же, насколько интересной бывает наука. Надеюсь, вам понравилось.