Как сделать неньютоновскую жидкость и идеи для игр с ней
научные игрушки | опыты | своими руками | физика | эксперименты
АвторТатьяна Пироженко
Вот и дошла наша очередь восторгаться необыкновенными свойствами неньютоновской жидкости 🙂 Так просто ее делать, так мало для этого надо, и так интересно с ней возиться! Даже мне было ужасно любопытно изучать ее волшебные свойства, а уж что говорить о детях! Я давно собиралась попробовать, что это такое, да все откладывала до какого-то “особого случая”. Спасибо Кате – она не стала ничего ждать, а как только прочитала в книжке с физическими опытами ее рецепт, сразу пришла ко мне с вопросом: “Где у нас крахмал?”. Пришлось доставать крахмал, заводить “тесто”, а потом началось настоящее чудо!
К сожалению, фото это плохо передают, потому что самое главное в таких жидкостях – как они себя ведут при работе с ними.
Итак, рецепт неньютоновской жидкости из крахмала: на 2 части крахмала добавить 1 часть воды и перемешать руками.
Мы для того, чтобы играть в миске, брали 1 стакан крахмала и пол стакана воды.
Кстати, если крахмала взять гораздо больше, то получится тот самый искусственный снег, о котором я как-то рассказывала зимой. Вот, оказывается, сколько всего интересного можно сделать из крахмала, не только кисели 🙂
| Неньютоновская жидкость из крахмала |
Первые необычности мы заметили еще на этапе смешивания жидкости. По виду и консистенции оно похоже на тесто для блинов. Но вот размешать ее достаточно сложно – она упирается рукам изо всех сил. И кажется, что крахмал так и не растворится в воде. И, действительно, он не растворится. Именно поэтому у жидкости такие интересные свойства. У нас получится суспензия – частички этой жидкости так и остаются обособленными друг от друга и от воды.
Но как только мы перестали стараться размешать крахмал, мы увидели, что жидкость уже перемешана и даже получилась очень однородной. Теперь с ней можно играть и изучать ее свойства.
Что делать с неньютоновской жидкостью?
Сначала мы изучали ее просто на ощупь.
Если быстро мять ее пальцами, сгребать в горсть, лепить комочки, то она ощущается как твердая. Но как только остановишься – все комочки буквально утекают сквозь пальцы. Это уже само по-себе очень необычное явление, с которым можно возиться целый час!
| Если жидкость мять в руках – то она затвердевает |
| Если жидкость оставить в покое – она стекает |
А еще можно попробовать “переливать” жидкость.
Если медленно наклонять миску, то жидкость течет как сметана. Но если резко ее наклонить – она совсем не течет. Поэтому дети придумали фокус, чтобы удивить папу. Витя показал ему миску с колышущейся белой водичкой и сказал, что выльет ее сейчас себе на голову.
И не успел папа запротестовать, как Витя опрокинул миску с водой над своей головой – и ничего не произошло, жидкость просто не вылилась! Даже я, которая уже знала, что так и должно случиться, ахнула! Что же говорить о непосвященном в секрет фокуса человеке! Надо будет запомнить этот фокус – покажем на каком-нибудь детском празднике 😉
| Жидкость медленно стекает вниз, но ее невозможно ни взболтнуть, ни выплеснуть |
| Если емкость с жидкостью резко перевернуть, то она не вытекает совсем |
Так же невозможно выплеснуть жидкость из миски. Она вообще не брызгается! если взять мячик и бросить его в миску – он просто влипнет в нее и никакого ожидаемого всплеска не будет! Это настолько противоречит нашим бытовым представлениям о свойствах жидкостей, что я все равно отправила детей играть на пол – а вдруг что-то там у них все же выплеснется на ковер? ))) Но ничего не выплеснулось, конечно же)
Если в жидкость что-то бросить – всплеска не будет. |
Кстати, любые капельки, которые дети все же накапали из миски, убрать очень легко. Ведь они не проникают в поверхность, а так и лежат совершенно сухими комочками. Их просто собираешь руками и кидаешь обратно в миску, где они тут же превращаются опять в воду.
Еще одна любопытная игра – наблюдать, как в жидкости вязнут игрушки. Если ими резко “топать” по поверхности, то они легко “перебегают” миску прямо по воде аки посуху 🙂 Но если они замешкаются на одном месте, то тут же начинают тонуть. И за несколько секунд полностью погружаются в трясину, из которой их потом очень трудно вытащить. Например, этого стоящего в воде по колено инопланетянчика легче поднять вместе с миской, чем отлепить от нее. Катя до последнего боялась, что ее котенка мы больше там не найдем)))
И теперь мы на собственном опыте прочувствовали, как бывает, когда засасывает болото или зыбучие пески. Вот оно как получается! Мы, конечно, уже видели подобные эффекты на видео, где люди бегали по неньютоновской жидкости, но одно дело видеть на видео, а другое – своими пальцами это почувствовать.
| Любые предметы в жидкости вязнут как в болоте. |
Впечатлений и новых ощущений море! Это не передать ни фото ни словами. Просто разведите крахмал водой, и вы все поймете сами! Если вы еще не делали – идите и делайте прямо сейчас!
Как приготовить неньютоновскую жидкость в домашних условиях по рецепту из крахмала, что можно сделать с ней своими руками
Данная инструкция покажет вам, как можно приготовить простую неньютоновскую жидкость своими руками — рецепт из кукурузного крахмала и воды.
Неньютоновская жидкость превращается в твердое вещество, при резком внешнем воздействии на нее и обратно в жидкость – при прекращении воздействия. Причиной такого поведения является то, что она создана из молекул большого размера. Сцепление между такими молекулами не очень велико, и данные молекулы достаточно свободно скользят относительно друг друга.
Вязкость в значительной мере определяется характером внешнего воздействия.
Чем быстрее происходит внешнее воздействие на взвешенные макромолекулы связующего вещества, тем выше вязкость.
Как сделать неньютоновскую жидкость в домашних условиях, материалы, необходимые для эксперимента:
- Кукурузный крахмал (отношение крахмала и воды должно быть 1:1).
- Вода.
- Контейнеры.
- Ложка или что-нибудь для перемешивания.
- Лед.
- Морозильная камера.
- Микроволновая печь.
Шаг 1: Смешиваем
Налейте воду в большую миску или контейнер, затем постепенно добавляйте туда кукурузный крахмал, пока смесь не станет густой настолько, что ее сложно будет перемешивать. У вас должна получиться сиропообразная смесь. При надавливании на поверхность такой смеси ложкой или пальцем, вы почувствуете сопротивление жидкости, а затем поверхность должна медленно выровняться.
Шаг 2: Жидкость
Вы можете заметить, что если жидкость оставить на некоторое время в спокойном состоянии, то твердые частицы крахмала выпадут на дно контейнера.
Чтобы восстановить структуру, просто перемешайте ее.
Во время размешивания можно почувствовать, что чем больше скорость размешивания, тем выше становится вязкость.
Добавьте еще больше кукурузного крахмала в вашу смесь. Теперь вы будете лучше чувствовать реакцию жидкости на внешнее воздействие.
Посмотрите видео проведения опытов:
Файлы
- nnfvid1.wmv
Шаг 3: Эксперимент: Нагревание
Отлейте часть в чистую емкость и поместите в микроволновую печь примерно на 45 секунд на половину мощности печи. В результате вы получите нечто похожее на яйцо с желтой серединой и белым внешним кольцом.
Вы можете посмотреть видео опыта с микроволновой печью:
Файлы
- nnfheat.wmv
Шаг 4: Эксперимент: Лед (версия 1)
Для выполнения данного эксперимента, налейте в чашку неньютоновскую жидкость, поместите ее в морозильную камеру и оставьте там на некоторое время.
Шаг 5: Эксперимент: Лед (версия 2)
Поместите чашку в ледяную ванну. Вещество затвердеет и будет трескаться, ломаться, но обратно в жидкость не превратится.
Попробуйте придумать и провести другие эксперименты.
Шаг 6: Попробуйте провести следующие эксперименты
Прежде, чем нагревать смесь в СВЧ-печи, добавьте в нее больше воды.
Из смеси можно делать мыльные пузыри.
Чем сильнее ударять пальцем о поверхность жидкости, тем крепче она становится. В какой-то момент может показаться, что вы ударяете пальцем о бетон. Пуля, выпущенная из винтовки по емкости с таким наполнителем застрянет в жидкости, а не пробьет емкость на вылет.
В настоящее время, военные даже пытаются использовать ее в качестве брони.
Не стоит проводить подобных испытаний (имеется ввиду с оружием), если вы не обучены должным образом.
Как сделать партию неньютоновского Ублека
org/Person»> Рэйчел НюверШестерня
Братислав Миленкович
Статья взята из 1 февраля 2004 года журнала Wire. Будьте первым, кто прочитает статьи Wired в печатном виде, прежде чем они будут опубликованы в Интернете, и получите в свои руки множество дополнительного контента, подписавшись онлайн .
История доктора Сьюза Варфоломей и Ублек представляет собой загадочное вещество, которое падает дождем в виде жидкости, но превращается в твердое вещество, когда падает на землю. Ублек из реального мира, названный в честь липкой угрозы из детской книги, представляет собой неньютоновскую жидкость, которую каждый может приготовить дома.
В отличие от воды, меда или масла, его вязкость или устойчивость к изменениям зависит от того, что вы с ним делаете. Медленно окуните палец в ооблек, и он будет похож на липкий влажный пудинг.
Ударьте его, и он ударит вас по руке, как твердое тело. «Что касается науки, которой может заниматься каждый, ублек — это просто, недорого и абсолютно безопасно», — говорит Ноа Подолефски, физик из Университета Колорадо в Боулдере. «Это интересно сделать как детям, так и взрослым».
Создать подвеску
Самые популярные
Мука кукурузная и вода. Начните с одной части воды в миске. Медленно добавьте 1,5 к 2 частям кукурузной муки, постоянно помешивая.
Частицы крахмала взвешиваются в воде, но слишком много воды приводит к образованию жидкости. «Вам нужен переломный момент на неньютоновском пороге», — говорит Подолефски.
Добавьте ярких красок
Белый цвет ублека можно изменить, добавив пищевой краситель.
Это дополнение не изменит физических свойств ублека, говорит Подолефски, а просто «заставит его выглядеть круче». Выберите зеленый, чтобы имитировать классический ублек доктора Сьюза, или попробуйте другой цвет по вашему выбору.
Поэкспериментируйте с ним
Теперь вы можете исследовать неньютоновское поведение своего творения. Держите его в руке и дайте ему стечь сквозь пальцы. Превратите его в шар и подпрыгните. Посмотрите, что произойдет, если вы ударите по нему молотком.
Положите его поверх жиронепроницаемой бумаги на сабвуфер и посмотрите, как он корчится.
Увеличить его
Приготовьте гигантскую порцию ублека и наполните им детский бассейн.
Вы можете бегать по поверхности вещества, как если бы оно было твердым, или прыгать вверх и вниз по упругому веществу. Однако перестаньте бежать, и вы утонете в болоте ооблек, как в зыбучих песках.
TopicsHow ToScienceMagazineВыпуск
за февраль 2014 г. Еще от WIRED UKкультура
Чемпионат мира, Netflix и очищенное будущее спорта
Новая волна документальных фильмов о спорте обещает доступ к закулисным событиям любимых спортсменов. Но эти изготовленные серии служат другой цели.
Амит Катвала
бизнес
Год, когда NFT умер и вернулся к жизни
В этом году рынок невзаимозаменяемых токенов резко упал. Теперь убежденные евангелисты считают, что ключ к успеху — найти разные способы их использования.
Джоэл Халили
идеи
Эль-Ниньо приближается, а мир не готов
Глобальное потепление создаст условия для экстремальных погодных явлений в 2023 году. Последствия, вероятно, будут катастрофическими.
Билл Макгуайр
безопасность
Откажитесь от того, что вы делаете, и обновите iOS, Android и Windows
Плюс: в этом месяце были выпущены основные исправления для Chrome, Firefox, VMware, Cisco, Citrix и SAP.
org/Person»> Кейт О’Флаэртиидеи
Фургоны могут (и должны) работать на электричестве
Высокие цены не позволили коммерческим автопаркам перейти на электромобили. Но теперь, когда цифры, наконец, складываются, есть смысл переключиться.
Авинаш Ругобур
Неньютоновский полевой эксперимент
Неньютоновский полевой экспериментВы когда-нибудь превращали жидкость в твердое тело, просто постукивая по ней? В этом эксперименте вы делаете именно такую жидкость.
Для этого эксперимента вам понадобится:
- кукурузный крахмал (около ¼ стакана или 60 см 3 )
- вода (около ¼ стакана или 60 см3)
- чаша для смешивания
- газета
Положите лист газеты на стол. Поставьте чашу для смешивания в середину
газеты.
Добавьте в миску ¼ стакана сухого кукурузного крахмала. Добавить о
1/8 стакана (2 столовые ложки или 30 см 3 ) воды к кукурузному крахмалу и
медленно перемешать. Медленно добавляйте воду к смеси, помешивая, пока все
порошок мокрый.
Продолжайте добавлять воду, пока кукурузный крахмал не станет жидким при перемешивании. это медленно. Когда вы нажимаете на жидкость пальцем, она не должна брызгать, а скорее станет жестким. Если ваша смесь слишком жидкая, добавьте больше кукурузного крахмала. Ваша цель состоит в том, чтобы создать смесь, которая при перемешивании напоминает густую жидкость. это медленно , но кажется твердым, когда вы нажимаете на него пальцем или ложка.
Насыпьте смесь кукурузного крахмала на ладонь, затем медленно перемешайте. в шар. Пока вы продолжаете давить на него, растирая его между руками, он остается твердым. Перестаньте тереть, и он «тает» в луже у вас на глазах. Пальма. Можете ли вы придумать другие тесты, которые вы можете сделать с ним?
Почему смесь кукурузного крахмала ведет себя так?
Представьте оживленный тротуар.
Самый простой способ пройти через толпу людей
это двигаться медленно и найти путь между людьми. Если вы только что побежали
стартовать и устремляться прямо к толпе людей, вы бы быстро врезались в
кто-то, и вы не ушли бы очень далеко. Это похоже на то, что происходит в
смесь кукурузного крахмала. Твердый кукурузный крахмал действует как толпа людей. Нажатие
ваш палец медленно в смесь позволяет кукурузному крахмалу выйти из
способ, но быстрое встряхивание смеси не позволяет твердым частицам кукурузного крахмала
чтобы скользить мимо друг друга и из пути вашего пальца.
Мы используем термин «вязкость» для описания сопротивления жидкости.
течь. Вода, имеющая низкую вязкость, легко течет. Мед, комнатной температуры,
имеет более высокую вязкость и течет медленнее, чем вода. Но если ты согреешь мед
вверх, его вязкость падает, и он течет легче. Большинство жидкостей ведут себя как вода
и меда, поскольку их вязкость зависит только от температуры. Мы называем такие
жидкости «ньютоновские», так как их поведение было впервые описано
Исаак Ньютон (когда он не открывал законы гравитации и не разрабатывал
исчисление).
Смесь кукурузного крахмала, которую вы приготовили, называется «неньютоновской».
поскольку его вязкость также зависит от силы, приложенной к жидкости, или от того, насколько быстро
объект движется через жидкость.
Другие примеры неньютоновских жидкостей включают кетчуп, замазку и зыбучие пески. Зыбучие пески похожи на смесь кукурузного крахмала: если вы изо всех сил пытаетесь выбраться из зыбучих песков, вы оказываете на него давление, и он становится твердым, что затрудняет побег. Рекомендуемый способ выбраться из зыбучих песков — медленно двигаться к твердой земле; вы также можете лечь на него, тем самым распределив свой вес по более широкой области и снижение давления. Кетчуп наоборот: его вязкость уменьшается под давлением. Вот почему встряхивание бутылки кетчупа облегчает налить.
№ Утилизация: перед заливкой сначала разбавьте смесь кукурузного крахмала большим количеством воды.
это в канализацию. Почему? Как вы думаете, что произойдет с полутвердым, полужидким
форму, которую вы приготовили, если на нее оказала давление другая вода в
осушать? Да — забитый слив.