Неньютоновская жидкость: сделай сам
Когда соседние слои частиц (молекул) в жидкости движутся относительно друг друга, они соударяются, благодаря чему скорости в различных слоях выравниваются, а энергия любого внешнего воздействия переносится в пространстве. В таких случаях говорят о силах внутреннего трения, или о вязком трении. Зависимость между вязким трением и скоростью относительного движения слоев называют динамической вязкостью. В большинстве знакомых нам жидкостей вязкость мало зависит от характера внешнего воздействия. Их движение описывается законами Ньютона, а сами жидкости называются ньютоновскими. К ним относятся вода и водные растворы, спирт, бензин и нефтепродукты.
Мощность в данном опыте имеет значение. Чтобы на диффузоре динамика разыгралось настоящее шоу, крахмальной суспензии нужно сообщить достаточно энергии. Все как всегда: чем больше диаметр динамика и чем больше ватт выдает на-гора усилитель, тем скорее виновник торжества пустится в пляс.
Однако существуют и неньютоновские жидкости, вязкость которых в значительной мере определяется характером внешнего воздействия. Попробуйте размешать в воде некоторое количество крахмала. «Попробуйте» здесь — весьма важное слово. По привычке вкладывая в этот процесс много сил, вы вскоре почувствуете, что ложка застревает в суспензии, как в застывшем цементе. Не сдавайтесь и не разбавляйте вещество дополнительной порцией воды. Просто сбавьте скорость, и вы вдруг обнаружите, что ложка свободно проходит сквозь суспензию, как сквозь воду. Попробуйте ударить по жидкости кулаком и резко отдернуть руку — кожа даже не намокнет. А если намешать целую ванну такой массы, на ней можно будет танцевать. Но стоит на секунду замедлить танец — и вы пойдете ко дну. Так-то!
Пищевые красители способны добавить опыту красочности. Мешать строптивую суспензию вручную — занятие неблагодарное. Зато красители, а при желании также крахмал и воду, можно добавлять прямо на вибрирующем динамике. Медленное перемешивание красок создает очень зрелищный эффект. Неньютоновскую жидкость можно купить в магазине. Игрушка называется «Хэндгам», или жвачка для рук.
Чтобы поставить опыт с динамиком, в качестве генератора низкой частоты (наш выбор — 30 Гц) мы использовали мобильный телефон на Android с соответствующим приложением. Если хотите сберечь динамик, накройте его пищевой пленкой — на результат опыта это никак не повлияет.
