Hvad er en ikke-Newtonsk væske?
En ikke-Newtonsk væske er en væske, hvis viskositet er variabel baseret på påført stress. Den mest almindeligt kendte ikke-Newtonsk væske er majsstivelse opløst i vand. Kontrast med Newtonske væsker som vand, hvis opførsel udelukkende kan beskrives ved temperatur og tryk, ikke kræfterne, der virker på det fra sekund til sekund. Ikke-Newtonian væsker er fascinerende stoffer, der kan bruges til at hjælpe os med at forstå fysik mere detaljeret på en spændende, praktisk måde.
Hvis du stanser en spand, der er fuld af en forskydningsfortykning af ikke-Newtonsk væske, forårsager spændingen, der indføres af den indkommende kraft, atomerne i væsken omarrangeres, så den opfører sig som et fast stof. Din hånd går ikke igennem. Hvis du skyver din hånd langsomt i væsken, trænger den imidlertid med succes. Hvis du pludselig trækker din hånd ud, vil den igen opføre sig som en fast, og du kan bogstaveligt talt trække en spand væske ud af beholderen på denne måde.
En forskydningsfortyndende ikke-Newtonsk væske opfører sig på den modsatte måde. I denne type bliver væsken tyndere i stedet for tykkere, når der påføres stress. Også kaldet pseudoplast, eksempler på denne type ikke-Newtonsk væske inkluderer ketchup, tandpasta og maling. Effekten varer normalt ikke længe i begge typer, og fortsætter kun, så længe stresset påføres.
Ikke-Newtonian væsker hjælper os med at forstå den brede vifte af væsker, der findes i den fysiske verden. Plaststoffer, strømretlige væsker, viskoelastiske væsker og tidsafhængige viskositetsvæsker er andre, der udviser komplekse og modintuitive forhold mellem forskydningsspænding og viskositet / elasticitet. Imidlertid er ikke-Newtonsk væske sandsynligvis det mest spændende at lege med.
En søgning efter ikke-Newtonsk væske på YouTube giver nogle interessante resultater. På adskillige spilleprogrammer løber værter eller deltagere på tværs af store vats med forskydningsforstærkende ikke-Newtonsk væske, der er i stand til at krydse dem, medmindre de stopper - i hvilket tilfælde de synker øjeblikkeligt. Når de kombineres med en svingende plade, viser ikke-Newtonian væsker andre usædvanlige egenskaber, såsom fremspringende "fingre" og huller, der vedvarer efter oprettelsen af dem. En svingende plade udøver periodisk belastning, hvorved fluidets viskositet hurtigt ændres og placeres i et ulige mellemgrund mellem en væske og et fast stof.
En praktisk anvendelse til forskydningsfortykning af ikke-Newtonian væsker kan være i fremtidens rustning. Da sådanne væsker normalt er fleksible, vil de give soldater mulighed for at bevæge sig frit, når de ikke er under angreb. Men hvis de konfronteres med en hurtig kugle, ville de hurtigt sværere og præstere som traditionel rustning. Mere forskning er nødvendig for at se, om ikke-Newtonian væsker er egnede til militæret, men indtil da er det helt sikkert sjovt at lege med.