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非牛顿流体
【6535】by1 2018-10-21 最后编辑2019-01-01 11:08:36 浏览836

跳进游泳池里狂奔、蹦迪,可能吗?难道不是一秒沉底?并不会,只不过这个池子里不是水,而是一种非牛顿流体,具体来说——玉米浆糊


在游泳池里戏水时,无论是轻轻划水,还是猛力拍打,水的触感并不会有多少差别。但如果把玉米淀粉与少量水进行混合,我们就会得到一种“吃软不吃硬”的流体,轻柔地搅拌它,会感觉它像其他流体一样顺滑地流动。而如果用猛力快速搅拌,就会感觉阻力突然增大。


图片来源:视频截图


像水这样在不同的受力状态下都保持着相同的黏度的流体,属于牛顿流体而如果黏度会随着不同的状态而改变,那么它就是非牛顿流体了


非牛顿流体有多种不同的表现,在这其中,玉米淀粉浆属于“剪切增稠流体”。“剪切”指的其实是液体层之间发生的平移摩擦,也就是说,越是猛力搅拌、摩擦玉米淀粉浆,它就会显得越稠,甚至变得像固体一样。正是因为这种性质,人们可以把它在手上团成一个球,甚至还能快速地在淀粉浆表面跑过。不过,只要在上面站住不动,人就又会慢慢下沉。


站住了你就下去吧……


牛顿流体是物理课上的经典,“非牛顿流体”这名字听起来有点非主流。但在现实生活中,非牛顿流体其实是极其常见的。除了越搅越稠的“剪切增稠流体”,还有恰好相反的“剪切稀化流体”——越是搅拌、摩擦,它们局部的粘度就变得越小。沼泽里的泥浆就是剪切稀化流体,因而陷入沼泽后用力挣扎,只会越沉越快。


餐桌上的番茄酱也是一个剪切稀化流体的例子,猛地拍打、甩动瓶子,就会流动得更快。洗发水、沐浴露之类的东西则是特意被设计成剪切稀化流体的:当不受力时,它们是很粘稠的样子,这样倒在手上也不容易流走;而在施力涂抹的时候,又能把它们变稀,很轻松地涂开。


图片来源:pbh2.com


除了这两种情况之外,还有一种非牛顿流体现象在生活中也很常见。鸡蛋清、鼻涕、胶水这样的液体经常能观察到“拉丝”的现象,这种性质被称为“粘弹性”。这一次,流体的表现就像是一条液体的“橡皮筋”。含有高分子聚合物的溶液经常会表现出这种性质。


各种各样的非牛顿流体是生活重要的组成部分,了解它们的性质不仅能方便生活,而且也与人们的健康密切相关。在人体中,血液就是一种非牛顿流体(具有剪切稀化的性质),只有考虑了这一点,才能准确地了解血液流动的规律。


一个固态的AI:说了这么多,非牛顿流体要怎么做出来?


把玉米淀粉和水 3:1混合(体积比,不需要很精确),就能得到一碗/盆非牛顿流体。嗯就这么简单!


混合好之后一拳打下去试试?