Также советуем использовать жидкость, например глину. Когда дети начнут лепить комочки, скручивать шарики из вещества и сгребать их в горсть, они почувствуют прикосновение твердого пластичного вещества. Но как только они остановятся, они почувствуют, как жидкость «тает», просачивается между пальцами.
Неньютоновская жидкость
Исаак Ньютон — ученый, физик, сделавший множество научных открытий. Одной из его идей было изучение свойств жидкостей, а именно их вязкости. Он предложил формулу, согласно которой консистенция жидкостей не меняется в зависимости от скорости движения.
Какое-то время эта идея была доминирующей в научном мире, пока не были обнаружены жидкие вещества, противоречащие этой формуле. Затем произошло разделение всех жидкостей на ньютоновские и неньютоновские. У одних есть постоянная вязкость, как у воды, у других — переменная. Имена происходят от имени ученого.
В неньютоновских жидкостях плотность вещества зависит от внутреннего трения между частицами, возникающего при движении. Чем выше скорость, тем больше трение и, следовательно, тем плотнее консистенция. По такому принципу «работает» популярная детская игрушка HandGum, которую еще называют умным пластилином или жевательной резинкой для рук.
Рецепт неньютоновской жидкости
Для приготовления потребуется взять:
Пропорция смешивания 2: 1, то есть на два стакана крахмала нужен один стакан воды. Иногда предлагают более жидкий вариант 1: 1 или 3: 2. Вы можете понаблюдать за своими ощущениями, полученная консистенция должна напоминать сметану.
Емкость для смешивания может быть изготовлена из любого материала. Выбирайте миску такой формы и размера, чтобы она могла проходить через нее обеими руками, т. Е. Не слишком маленькой.
В каком порядке добавляются ингредиенты, значения не имеет. Уже во время смешивания вы и ваш малыш заметите первый любопытный узор. Если сильно мешать составу, крахмал как бы устоит, останутся частички, крупинки, не растворяясь полностью в воде. А если не замешивать тесто, а оставить его на несколько минут в миске, оно станет однородным.
Не используйте ложку, а тем более миксер. Пусть ребенок своими руками перемешает состав. Когда вещество будет готово, приступайте к экспериментам.
Для начала можно просто потрогать чудо-жидкость руками. Если медленно взять его ладонью и развести пальцами, он начнет течь между ними. А если всю кисть опустить в таз, а потом попытаться резко вытащить, ничего не получится — рука замерзнет.
Как сделать неньютоновскую жидкость
Самый простой и незамысловатый способ изготовления – воспользоваться помощью крахмала.
Рецепт с крахмалом
Для этого нам понадобятся:
В крахмал медленно (главное условие!) добавляем воду комнатной температуры и тщательно размешиваем. По консистенции полученный материал должен напоминать кисель. Чтобы сделать субстанцию цветной, можно добавить пищевой краситель.
Такая неньютоновская жидкость удивит своими свойствами не только детей, но и взрослых.
Вот какие эксперименты можно с ней провести:
- Если положить ладонь на дно чашки с массой, а потом резко вынуть, то велика вероятность, что тарелка поднимется вместе с рукой.
- Если провести по поверхности субстанции руками, она соберется в комочки.
- Если в нее поместить ладонь и резко сжать пальцы, то между пальцами образуется твердая прослойка.
- Из субстанции при быстром взаимодействии можно скатать колобок или трубочку.
- Если переливать вещество из чашки в чашку, то можно заметить, как сверху она льется будто вода, а снизу застывает, будто тесто.
Если крахмала среди домашних припасов нет, можно поэкспериментировать и без него.
Рецепт с клеем ПВА
Для этого рецепта понадобятся следующие ингредиенты:
- три четверти стакана воды и еще половина стакана воды;
- один стакан клея ПВА;
- две столовых ложки буры.
В одной емкости тщательно смешиваем клей ПВА и три четверти стакана воды. В другой емкости смешиваем 2 столовых ложки буры и половину стакана воды. Перемешать до полного растворения буры. Затем соединяем обе жидкости в одну, при необходимости добавляем цветной краситель и снова все тщательно перемешиваем. Полученную субстанцию можно положить в пакет и оставить храниться в холодильнике, а при необходимости снова достать для игр.
«Вкусный» рецепт неньютоновской жидкости
Этому рецепту особенно порадуются детки-сладкоежки.
Банку сгущенки выливаем в кастрюльку и ставим на небольшой огонь на плиту. Добавляем столовую ложку крахмала, помешиваем и варим, пока жидкость не загустеет. В полученную субстанцию также для красоты можно добавить пищевой краситель. После того как масса станет однородной и загустеет, необходимо снять ее с плиты и поставить остужаться. Когда дети вдоволь наиграются с тем, что получилось, сладкое вещество с удивительными свойствами можно будет съесть.
Неньютоновская жидкость в природе и в быту
Самым известным воплощением неньютоновской жидкости в природе являются зыбучие пески. Из-за необычной формы песчинок они обладают свойствами как твердых, так и жидких материй. Поток воды, циркулирующий под зыбучими песками, делает песок рыхлым. Когда человек наступает на него, песчинки перераспределяются, и его начинает засасывать. Чем сильнее человек сопротивляется, тем с большей скоростью он погружается в песок. Единственный способ выбраться – двигаться максимально медленно и плавно. Аналогичными свойствами обладает и болотная трясина, которая погубила немало людей, не знавших о свойствах неньютоновской жидкости.
Самым интересным применением неньютоновской жидкости в быту стала игрушка «Лизун», которая была произведена впервые в 1976 году. Из-за своих удивительных свойств она моментально приобрела необыкновенную популярность. Эластичность, текучесть, способность бесконечно трансформироваться сделали «Лизуна» одним из самых желанных приобретений для детей того времени. Игрушка пользуется спросом и сегодня.
Также неньютоновскую жидкость научились применять в химической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности. Свойствами данной субстанции обладают сточные грязи, жидкое мыло, зубная паста.
По какой причине она кажется твердым телом, если сжать ее в руке, но при этом течет, как сироп, если разжать пальцы? По окончании дискуссии можно упаковать сгусток в большой пластиковый пакет с застежкой-молнией, чтобы сохранить его до следующего раза. Он пригодится вам для демонстрации свойств суспензии.
Как играть?
Разобравшись, как сделать дома неньютоновскую жидкость, возникает вопрос, что с нею делать. Дети могут сами убедиться в изменении ее свойств следующим образом:
- Раскатывая шарик в руках, который будет ощущаться как твердое тело, но сразу же растечется после прекращения воздействия;
- Разминая смесь в руках или выливая ее из одной посудины в другую (если лить с достаточной высоты, то в другой посудине она будет больше похожа на твердую глину);
- Используя мощные колонки, на которые кладется пленка и выливается жидкость (если включить песню с достаточными вибрациями, то получатся так называемые «прыгающие червячки»).
В процессе тестирования жидкости, возьмите посудину поглубже и сделайте так называемый бассейн для игрушки. Если ребенок будет пытаться ею прыгать или бежать по поверхности, то она останется твердой. Но стоит остановиться, как игрушка утонет, будто в обычной воде.
Можно ли где-то использовать?
Несмотря на столь интересные свойства, неньютоновская жидкость не нашла своего практического применения. Ее характеристики настолько неустойчивы и трудно прогнозируемы, что даже в век развития технологий она годится только для игр с детьми.
Огромным достоинством жидкости является ее полная безопасность, поэтому родители могут играть даже с грудными детьми. Если малышу придет в голову попробовать необычную субстанцию, то вреда от этого не будет. Исключение составляют окрашенные жидкости, но если применять пищевые красители, то можно без опасений оставить ребенка одного с такой интересной игрой. Единственное: не удивляйтесь, если по возвращении застанете грязных ребенка, кухню и даже проходящего мимо кота.
Особенность аномальных субстанций — способность изменять плотность. При механическом воздействии укрепляется связь между молекулами, а жидкость приобретает характеристики твердого тела. Молекулярная формула меняется под влиянием звуковой волны, электромагнитного поля.
Классификация и свойства
- Дилатантная – при увеличении скорости деформации сдвига увеличивается вязкость.
- Пластичная – в статических условиях показывает свойства твердых предметов. Но когда вы воздействуете на нее – проявляет текучесть.
- Псевдопластичная – когда увеличивается напряжение сдвига, вязкость наоборот становится меньше. Хороший пример — вулканическая лава.
Основные свойства неньютоновскй жидкости:
- Вязкость и плотность зависит от воздействия на нее.
- При воздействии показывает свойства твердых тел.
- Чем меньше скорость тока жидкости, тем выше вязкость.
- Имеют хорошую текучесть и испарение.
- Неоднородна по составу и плохо смешивается.
- У некоторых видов наблюдался магнетизм.
Как сделать неньютоновскую жидкость дома
Сейчас продают готовый набор с домашними опытами для всей семьи. Дальше мы расскажем, как приготовить ее в домашних условиях и какие опыты можно провести. Рецепт неньютоновской жидкости очень прост. Ингредиенты есть в каждом доме. На фото видно, как сделать раствор, и какие опыты провести.
Для неньютоновской жидкости нам понадобиться 2 ингредиента — крахмал и вода в пропорции 1 к 1. Пропорция может быть немного другой — все зависит от крахмала. Если вы будите видеть, что раствор слишком жидкий, добавьте еще крахмал. В миску с водой добавляем крахмал и начинаем размешивать.
Смесь станет густой и мешать ее будет трудно. Можете надавить на поверхность и почувствуете сопротивление. Оставьте раствор в покое и частицы крахмала выпадут на дно. Если вы начнете обратно смешивать, то смесь обратно начнет твердеть. Если размешивать быстро, то вязкость становится выше.
Емкость для смешивания может быть изготовлена из любого материала. Выбирайте миску такой формы и размера, чтобы она могла проходить через нее обеими руками, т. Е. Не слишком маленькой.
Где применяют неньютоновские жидкости
Аномальные субстанции используют в таких отраслях:
- В военном деле — производство бронежилетов с технологией «жидкой брони». В месте удара наполнитель мгновенно затвердевает. В обычном состоянии жилет мягкий и эластичный.
- В производстве автомобилей. Специальные суспензии добавляют в масла для снижения трения при высоких оборотах мотора.
- В нефтяной промышленности. Полимерные добавки применяют для уменьшения коэффициента сопротивления в трубопроводах.
- В тушении пожаров. Чтобы увеличить длину струи из брандспойта, в раствор для тушения огня примешивают полимеры.
- В косметической промышленности. Синтетические ингредиенты, масла, воски добавляют в состав косметики, чтобы придать вязкость.
Рецепт неньютоновской жидкости используется в домашней кулинарии. Например, при приготовлении соусов на основе муки, карамели, мармелада.
Как сделать неньютоновскую жидкость своими руками
Занимательные исследования дома с детьми облегчают изучение физики, химии в школе. Неньютоновская жидкость своими руками — интересный и веселый эксперимент.
Рецепт с крахмалом
Хозяйки знают, как приготовить кисель — примерно так же делается и неньютоновская жидкость:
- Возьмите кукурузный или картофельный крахмал и воду в равных пропорциях.
- В объемную емкость с теплой водой понемногу засыпайте крахмал, размешивая раствор.
- Доведите раствор до консистенции, когда перемешивание затруднится.
Объект для изучения готов.
Рецепт с клеем ПВА
Сделать неньютоновскую жидкость без крахмала можно из клея ПВА и буры (тетрабората натрия), взятых в пропорции от 1:1 до 1:4. Пошаговая инструкция:
- Выдавите в емкость клей.
- Добавьте раствор тетрабората натрия.
- Тщательно перемешайте.
Для лучшего результата дайте настояться смеси в герметично закрытой емкости 2 часа.
Восприимчивы к временному фактору. Простокваша, кефир, майонез, кетчуп теряют вязкость при перемешивании. Их называют тиксотропными. Реопектические вещества со временем загустевают. Это коллоидные растворы, бентонитовые глины.
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.
Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.
