Для всех учителей из 37 347 образовательных учреждений по всей стране

Скидка до 75% на все 778 курсов

Выбрать курс
Инфоурок Физика Другие методич. материалыИсследовательская работа "Неньютоновская жидкость"

Исследовательская работа "Неньютоновская жидкость"

библиотека
материалов


Муниципальное образовательное бюджетное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа № 8»

Арсеньевского городского округа

hello_html_m384ad797.gif


Городская научно-практическая конференция

«Ступени успеху»

«Неньютоновские жидкости»


номинация «Лучшая исследовательская работа»


hello_html_92be94a.jpg












Выполнили: Павленко Андрей, Несмашная София

учащиеся 9 «К» класса

Руководитель: Кутепова Т.В.

учитель географии







2016 год


Введение…………………………………………………………………….3

Неньютоновские жидкости

Историческая справка………………………………………………………4

Где встречаются эти жидкости?...................................................................4

Приготовление раствора…………………………………………………...4

Исследование "Неньютоновской жидкости"……………………………..5

Изменение скорости течения жидкости…………………………..5

Определение плотности ……………….5

Умный пластилин…………………………………………………..5

Заключение……………………………………………………………….. 6

Список используемой литературы……………………………………..7

























Введение.

Как вы себе представляете жидкость? Какими свойствами она должна обладать? В первую очередь, наверное, она должна литься, растекаться и так далее, а уж никак не выдерживать вес человека или занимать вертикальное положение, но не все в нашем мире так просто, есть особые жидкости, которые ведут себя немного странно - неньютоновские жидкости.

Гипотеза: Мы предполагаем, что в определенных условиях неньютоновские жидкости проявляют особенные свойства.

Цель работы: Исследовать неньютоновские жидкости

Задачи:

  1. Собрать и проанализировать информацию о данном виде жидкостей;

  2. Провести эксперименты по исследованию свойств неньютоновской жидкости;

  3. Изготовить умный пластилин;

  4. Обозначить области применения неньютоновских жидкостей.






















Неньютоновские жидкости.

Нью́тоновская жидкость  (названная так в честь Исаака Ньютона) — вязкая жидкость, подчиняющаяся в своём течении закону вязкого трения Ньютона, то есть касательное напряжение и градиент скорости в такой жидкости линейно зависимы. Коэффициент пропорциональности между этими величинами известен как вязкость. 

Звучит довольно сложно, но 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.

Неньютоновскими называют жидкости, течение которых не подчиняется закону Ньютона.

Неньюто́новской жи́дкостью называют жидкость, при течении которой её вязкость зависит от градиента скорости. Обычно такие жидкости сильно неоднородны и состоят из крупных молекул, образующих сложные пространственные структуры.

Простейшим наглядным бытовым примером может являться смесь крахмала с небольшим количеством воды. Чем быстрее происходит внешнее воздействие на взвешенные в жидкости макромолекулы связующего вещества, тем выше её вязкость.

Таких, аномальных с точки зрения гидравлики, жидкостей немало. Они широко распространены в нефтяной, химической, перерабатывающей, военной и других отраслях промышленности. К неньютоновским жидкостям можно отнести буровые растворы, сточные грязи, масляные краски, зубную пасту, кровь, жидкое мыло и др.


Приготовление раствора.

Для приготовления нам нужны крахмал (картофельный, кукурузный — любой) и вода. Пропорция зависит от качества крахмала и обычно составляет от 1:1 до 1:3 в пользу воды. В результате смешивания мы получаем нечто типа киселя, обладающего интересными свойствами ( приложение 1)

Исследование неньютоновской жидкости.

Изменение скорости течения жидкости.

Опыт №1. Так, если в ёмкость со смесью медленно ввести руку, то результат точно такой же, как если бы мы ввели руку в воду. Но если размахнуться как следует и стукнуть по этой смеси, то рука отскочит, как если бы это было твёрдое вещество. 

Опыт №2. Если лить такую смесь с достаточной высоты, то в верхней части струи она будет течь, как жидкость. А в нижней — скапливаться комками, как твёрдое вещество.

Опыт №3. Кроме того, можно засунуть руку в жидкость и резко сжать пальцы. Можно почувствовать, как между пальцами образовалась твёрдая прослойка.

Опыт №4. Или ещё один эксперимент — сунуть руку в этот "кисель" и резко попытаться её вытянуть. Большая вероятность, что ёмкость поднимется вслед за рукой.

Опыт №5. Когда быстро воздействовать на жидкость, катать как бы шарик из воды, то он получится на самом деле, благодаря неньютоновской жидкости. ( приложение 2)

По результатам этих опытов можно сделать следующий вывод, если на них воздействовать резко, сильно, быстро - они проявляют свойства, близкие к свойствам твердых тел, а при медленном воздействии становится жидкостью.

Опыт №6. Мы попробовали заморозить неньютоновскую жидкость и воду. Предполагаем, что время заморозки может быть одинаково, так как в состав неньютоновской жидкости входит вода. Налили в одну емкость смесь, в другую воду. Поставили в морозильную камеру и засекли время. Через 25 мин вода замёрзла, а в смеси изменений не наблюдалось. Прошло еще 15 минут и мы увидели, что она замёрзла. По результату опыта можно сделать вывод, что плотность неньютоновской жидкости больше, чем плотность воды.( приложение 3).

Оhello_html_252007ae.pngпределение плотности.

Опыт №7. Мы определили плотность по известной нам формуле. По результатам эксперимента получили, что плотность неньютоновской жидкости действительно больше, чем у воды (1420 кг/hello_html_m4ffcb119.gif). ( приложение 4)

Почему же неньютоновские жидкости так себя ведут? В неньютоновской жидкости частицы крахмала набухают в воде, и между ними формируются физические контакты в виде хаотически сплетённых групп молекул. Эти прочные связи называются зацеплениями. При резком воздействии эти связи не дают молекулам сдвинуться с места, и система реагирует на внешние воздействия, как упругая пружина. При медленном воздействии эти зацепления успевают растянуться и распутаться, сетка рвётся и молекулы равномерно расходятся.

Предлагаем вам познакомиться с одной из разновидностей неньютоновских жидкостей – умным пластилином.

Умный пластилин сегодня является одной из самых популярных игрушек не только для детей, но и для взрослых. Он твердый и жидкий, одновременно. В длительных промежутках времени ведет себя подобно жидкости, он медленно стекает, капает и старается растечься в лужу. Мы изготовили умный пластилин, в ходе эксперимента он проявил свойства жидкостей и твердых тел. (Приложение 5)

1. Свойства жидкости

Да, действительно, наш пластилин может перетекать, струится и капать со стола.

2.Свойства твердого вещества

При сильном сжатии или ударе, например о стол, умный пластилин моментально твердеет и становится «каменным». Что в очередной раз подтверждает свойства неньютоновской жидкости.

Наши эксперименты показали, что есть жидкости, поведение которых при течении отличается от обычных жидкостей. Опытным путем мы выявили, что при сильном воздействии на неньютоновские жидкости они проявляют качества, противоположные обычным жидкостям: упругость, вязкость, твердость, тягучесть. В результате зафиксированы красивые эксперименты.

Возможно, наукой еще не полностью изучены свойства неньютоновских жидкостей, и они имеют потенциал занять важную ступень в разработках промышленности и науки.

Заключение.

При выполнении своей исследовательской работы, цели и задачи, поставленные нами в начале, были достигнуты. Мы узнали, что представляет собой неньютоновская жидкость, какими свойствами она обладает. Смогла рассчитать плотность жидкости.

Наша гипотеза подтвердилась.

Результаты наших опытов удивили не только меня, но и наших одноклассников. Мы провели много времени вместе, наводили жидкость, проводили эксперименты. Все без исключения получили массу впечатлений и новых открытий от моей исследовательской работы.











Список используемой литературы.
1. Уилкинсон У.Л. Неньютоновские жидкости. М.: Мир, 1964.
2. https://ru.wikipedia.org/wiki....2%D1%8C
3. http://howmake.ru/search....2%D1%8C

4. www.youtube.com/

5.www.physicedu.ru/











































Приложение 1


hello_html_m676b18c1.jpg






















Приготовление неньютоновской жидкости





hello_html_m4def840.jpg
























Приложение 2


hello_html_2d71d542.jpg



















Изменение скорости течения жидкости.


hello_html_m110e6a98.jpg





















Приложение 3






hello_html_m66bbb703.jpg







Заморозка неньютоновской жидкости




hello_html_5398c0c0.jpg





















Приложение 4

hello_html_6de934b1.jpg

























Определение плотности

hello_html_29056001.jpg
























Приложение 5


hello_html_2cf0563e.jpg



















hello_html_3e48f13b.jpghello_html_2acb5304.jpgИзготовление «умного пластилина»


Курс повышения квалификации
Курс профессиональной переподготовки
Учитель физики
Курс повышения квалификации
Найдите материал к любому уроку,
указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:
также Вы можете выбрать тип материала:
Общая информация

Вам будут интересны эти курсы:

Курс повышения квалификации «Информационные технологии в деятельности учителя физики»
Курс профессиональной переподготовки «Физика: теория и методика преподавания в образовательной организации»
Курс профессиональной переподготовки «Библиотечно-библиографические и информационные знания в педагогическом процессе»
Курс повышения квалификации «Педагогическая риторика в условиях реализации ФГОС»
Курс повышения квалификации «Экономика и право: налоги и налогообложение»
Курс повышения квалификации «Организация практики студентов в соответствии с требованиями ФГОС педагогических направлений подготовки»
Курс повышения квалификации «Управление финансами: как уйти от банкротства»
Курс повышения квалификации «ЕГЭ по физике: методика решения задач»
Курс повышения квалификации «Психодинамический подход в консультировании»
Курс профессиональной переподготовки «Метрология, стандартизация и сертификация»
Курс профессиональной переподготовки «Организация процесса страхования (перестрахования)»

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.