Ньютоновские и неньютоновские жидкости в последнее время вызывают активный интерес не только ученых, но и простых людей. Это связано с тем, что не ньютоновская жидкость легко изготавливается своими руками и подходит для домашних опытов. Для начала разберемся, что это вообще за субстанции такие. Ньютоновская жидкость подчиняется закону вязкого трения Ньютона, потому и получила такое название. Согласно этому закону, касательное напряжение в плоскостях соприкосновения слоев жидкости прямо пропорционально производной от скорости ее течения по направлению нормали к этим плоскостям.
Звучит довольно сложно, но читателю будет более понятно, если сказать, что ньютоновская жидкость – это вода, масло и большая часть привычных нам в ежедневном использовании текучих веществ, то есть таких, которые сохраняют свое агрегатное состояние, что бы вы с ними не делали (если речь не идет об испарении или замораживании, конечно). А вот если зависимость, описанная в определении выше, является обратно пропорциональной, можно говорить о неньютоновской жидкости.
Такая жидкость всегда неоднородна, в ней есть крупные молекулы, собирающиеся в кристаллические решетки, поэтому вязкость напрямую зависит от скорости течения соединения. Чем выше скорость, тем больше вязкость. Отчасти к этому типу веществ относят тиксотропные жидкости, то есть те, что меняют вязкость с течением времени, например, шпатлевка или шоколад. Так же некоторые ученые склонны считать кровь веществом, действующим не по законам вязкого трения Ньютона, ведь это неоднородная жидкость, она представляет собой взвесь из плазмы и множества кровяных телец. Любой врач подтвердит, что вязкость крови может варьироваться в разных участках сосудистой системы, что нередко является патологией. Однако не всякая субстанция в принципе способна на такие метаморфозы.
Неньютоновскую жидкость можно приготовить дома очень легко. Нужно взять 1,5 части крахмала (в идеале кукурузного, но и картофельный подойдет) и одну часть воды. Ингредиенты следует медленно смешать так, чтобы не было комков. В идеале стоит распределить ее достаточно тонким слоем на противне, но, конечно, можно испытывать любые взаимодействия. Попробуйте быстро «сгрести» жидкость пальцами, и она будет выглядеть и ощущаться, как застывшая пластичная масса. Расслабьте пальцы – и жидкость стечет. Ньютоновская жидкость на такие фокусы не способна! Можно набрать вещество в пригоршню и начать подкидывать его вверх. Очень скоро оно станет вязким и пластичным, а потому словно запляшет в ваших ладонях – это очень интересное зрелище! Скатайте жидкость в комок, он будет упругим и приятным, а стоит расслабить ладонь – растечется. Интересно добавлять в нее красители, чтобы поиграть с детьми. Некоторые идут дальше и пробуют даже бегать по неньютоновской жидкости, катать по ней предметы и прочее, но для таких экспериментов, конечно, нужно гораздо больше материала, чем для домашних опытов. Можно найти множество видеоотчетов и продолжать изучать увлекательный мир физики.
