Применение неньютоновских жидкостей

Используя информацию из интернета, мне удалось установить, где данная жидкость применяется в повседневности.

Неньютоновские жидкости с каждым годом все больше завоевывают наш мир. Так ученые на основе такой жидкости изобрели «жидкую сумку» (Приложение 8), которая способна подавить взрыв в багажном отсеке самолета.

Также в жизни примерами неньютоновской жидкости являются растворы полимеров и большинство очень вязких жидкостей. Эти жидкости весьма неоднородны и состоят зачастую из крупных молекул, которые образуют сложные пространственные структуры. Чем быстрее будет происходить внешнее воздействие на такое вещество, тем более вязким оно будет становиться.

Неньютоновскую жидкость можно встретить и в природе, например, это зыбучие пески. Раньше очень популярной была и игрушка «лизун», которому можно придать любую форму, но который при длительном состоянии покоя растекается.

Польские ученые использовали неньютоновскую жидкость, чтобы создать самый прочный бронежилет. (Приложение 8). Современные бронежилеты из кевлара останавливают пули, но при этом прогибаются иногда до 4 см в глубину, а это приводит и к переломам. Польские же ученые сделали бронежилет с использованием неньютоновской жидкости, который останавливает пулю, летящую со скоростью до 450 м/с, но при этом прогибается до безопасного 1 см в глубину.

Ученые пока не раскрывают точный состав жидкости, но уверяют, что в таком бронежилете еще и исключается вероятность рикошета пули, так как энергия удара более эффективно рассеивается, а человек из-за этого чувствует меньшее воздействие. Такое изобретение находится еще на стадии доработки, но неньютоновская броня обещает быть относительно легкой и удобной, что еще больше улучшит защиту носящего ее человека.

Также 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»

Заключение

Существует много удивительных вещей вокруг нас, и неньютоновская жидкость яркий этому пример. Я надеюсь, что мне удалось наглядно продемонстрировать ее удивительные свойства.

По итогам работы были выполнены все поставленные задачи и сделаны все запланированные опыты. Проведенные опыты и презентация проиллюстрировали цель проделанной мной работы.

Итак, гипотеза о том, что в домашних условиях можно приготовить неньютоновскую жидкость, подтвердилась. Достаточно использовать воду и любой крахмал.

Неньютоновская жидкость – это жидкость, подчиняющаяся при своём течении закону вязкого трения Ньютона. Закон: вязкость жидкости увеличивается пропорционально силе воздействия на нее.

Узнал, что область применимости жидкости обширна. Это медицина, военное обмундирование, нефтедобывающая промышленность, строительные материалы.

Получен ответ на проблемный вопрос, который ставился перед началом выполнения исследования: человек может ходить по поверхности неньютоновских жидкостей, в частности по поверхности водного раствора крахмала.

Цель работы достигнута: теоретическим и экспериментальным методами исследованы некоторые свойства неньютоновских жидкостей и выяснены их особенности. В процессе выполнения исследования решены следующие задачи: В источниках информации найдены определения и описания неньютоновских жидкостей. Проведено анкетирование одноклассников, которое вскрыло отсутствие информированности респондентов о неньютоновских жидкостях. В работе описаны некоторые свойства неньютоновских жидкостей и их отличия от ньютоновских, дана их классификация. Выяснено, что неньютоновские жидкости окружают нас повсюду, они вовсе не являются редкими и экзотичными. Для самостоятельного изготовления неньютоновской жидкости удачно подходит водный раствор крахмала. В ходе работы проведено экспериментальное исследование некоторых свойств неньютоновских жидкостей с выполнением фотографий. В результате проведенных опытов было выявлено, что, если воздействовать на жидкость механическими усилиями, жидкость начнет принимать свойства твердых тел и вести себя как твердое тело, связь между молекулами жидкости будет усиливаться с увеличением силы воздействия на нее, в следствии мы столкнемся с физическим затруднением сдвинуть слои таких жидкостей.

В итоге, оказалось, что затвердевание раствора связано не с ростом вязкости при сдвиге, а с компрессией (сжатием) частиц крахмала. Под местом удара стержня образуется плотная зона, которая останавливает физическое тело. То есть человек может спокойно бегать по воде. Главное, не останавливаться. Т.к. зона компрессии очень быстро исчезает, и, остановившись, ты неминуемо погружаешься в раствор.

Результаты моих опытов удивили не только меня, но и одноклассников. Все без исключения получили массу впечатлений и новых открытий от моей исследовательской работы.

У неньютоновской жидкости богатый потенциал, и я надеюсь, что она найдет еще больше применения в нашей жизни!

Как итог выполнения исследования создана мультимедийная презентация по исследуемой теме, которую можно использовать как дополнительный материал на уроках физики.