Слайд 2
Жидкость в окружающем нас мире встречается повсеместно. Свойства
жидкостей знакомы каждому и любой человек, взаимодействующий с ними
в той или иной степени может предугадать как поведет себя какая-либо жидкость в конкретной ситуации.
Жидкости, свойства которых мы привыкли наблюдать в ежедневном использовании подчиняются закону Ньютона, называются ньютоновскими.
Слайд 3
Ньютоновская жидкость, вязкая жидкость, жидкость, подчиняющаяся при своём
течении закону вязкого трения Ньютона.
Еще в конце XVII
века великий физик Ньютон обратил внимание, что грести веслами быстро гораздо тяжелее нежели, если делать это медленно.
И тогда он сформулировал закон, согласно которому вязкость жидкости увеличивается пропорционально силе воздействия на нее.
Слайд 4
Неньютоновские жидкости не поддаются законам обычных жидкостей, эти
жидкости меняют свою плотность и вязкость при воздействии на
них физической силой, причем не только механическим воздействием, но даже и звуковыми волнами. Чем сильнее воздействие на обычную жидкость, тем быстрее она будет течь и менять свою форму. Если воздействовать на Неньютоновскую жидкость механическими усилиями, мы получим совершенно другой эффект, жидкость начнет принимать свойства твердых тел и вести себя как твердое тело, связь между молекулами жидкости будет усиливаться с увеличением силы воздействия на нее. Вязкость неньютоновских жидкостей возрастает при уменьшении скорости тока жидкости. Обычно такие жидкости сильно неоднородны и состоят из крупных молекул, образующих сложные пространственные структуры.
Слайд 5
К изучению этой интересной темы меня подвело посещение
научно-популярной выставки «Прикоснись к науке», где один из экспериментов
был посвящен неньютоновским жидкостям. Эксперимент произвел на меня большое впечатление и мне захотелось побольше узнать об удивительных свойствах жидкостей, противоречащих законам физики.
В домашних условиях мне удалось не только повторить увиденное, но и подробнее изучить данное явление, проводить много дополнительных экспериментов и придумать свои способы применения данной жидкости.
Один из опытов проведенных мной – опыт с крахмальной водой.
Слайд 6
Эксперимент 1. Твёрдая жидкость.
Я взял равные части крахмала
и воды, перемешал до однородного вязкого состояния. После этого
получил смесь, похожую на сметану.
Но отличие этой смеси от обычной жидкости в том, что она, может быть одновременно и твердой и жидкой. При плавном воздействии – смесь жидкая, а если взять ее в руку и с силой сдавить – из нее можно слепить комок, «снежок», который тут же «растает».
Слайд 8
Вывод: Если на эту жидкость с силой воздействовать,
то она приобретает свойства твердого вещества.
По этой жидкости
можно даже бегать, но если замедлить действие, то человек сразу же погружается в жидкость.
Свойства этой жидкости в скором времени планируют использовать для временного ремонта дорожных ям.
Слайд 9
Что же происходит с неньютоновскими жидкостями?
Частицы крахмала набухают
в воде и формируются контакты в виде хаотически сплетенных
молекул.
Эти прочные связи называются зацеплениями. При резком воздействии прочные связи не дают молекулам сдвинуться с места и система реагирует на внешнее воздействие как упругая пружина. При медленном воздействии зацепления успевают растянуться и распутаться. Сетка рвется и молекулы расходятся.
Слайд 10
Итак, мы с вами узнали, что такое неньютоновские
жидкости и какими они обладают свойствами. Далее я предлагаю
вам познакомиться с одной из их разновидностей – умным пластилином.
Слайд 12
Умный пластилин или Хендгам, что в переводе означает
«Жвачка для рук», сегодня является одной из самых популярных
игрушек не только для детей, но и для взрослых. Он обладает множеством свойств. Handgum — наиудивительнейший полимер! Он твердый и жидкий, одновременно. Как это возможно? В длительных промежутках времени Handgum ведет себя подобно жидкости, он медленно стекает, капает и старается растечься в лужу. К примеру, если сделать шарик и положить на стол, то уже через пару минут этот шарик станет лужицей. При более быстром воздействии Handgum поведет себя как твердое тело — тот же шарик, кинутый об пол, подпрыгнет. Также вы можете разорвать его резким движением или даже забить им гвоздь! Давайте детальнее рассмотрим состав и преимущества такой игрушки выясним, можно ли использовать умный пластилин с большей пользой.
Слайд 13
Умный пластилин на ощупь напоминает жевательную резинку. Он
не липнет к рукам и другим вещам, поэтому после
него не нужно будет делать уборку. Также жвачка не оставляет липких пятен, поэтому ее можно бросать об стену и на пол. Существует умный пластилин, который светится в темноте и магнитится.
Его можно рвать на кусочки и строить различные фигурки.
Умный пластилин способствует развитию творческого мышления, речи, почерка, мелкой моторики рук. Он снимает усталость, повышает настроение, дарит покой и гармонию.
Попробуем провести опыт и самостоятельно изготовить умный пластилин.
Слайд 14
Эксперимент 2. Умный пластилин своими руками.
Для получения умного
пластилина я использовал:
клей ПВА – 100 гр.,
тетраборат натрия
– 1/2 флакона, пищевой краситель - 3-5 капель,
емкость для смешивания, целлофановый пакет,
палочка для смешивания, защитные очки.
Слайд 15
Ход эксперимента:
В ёмкость выдавливается клей и добавляется к
нему краситель. Все смешивается деревянной палочкой. Добившись однородного цвета
в массу вливается натрия тетраборат в глицерине (можно купить в аптеке). Затем смесь снова перемешивается до тех пор, пока она не загустеет. Готовый пластилин нужно положить в целлофановый пакет и размять его, чтобы он слал эластичным и мягким. Умный пластилин готов!
Для экспериментов я изготовил несколько разноцветных образцов, которые буду изучать.
Слайд 17
Тщательно перемешиваем
сначала в стакане,
а затем в пакете
Приступаем к
исследованию материала.
Слайд 18
Экспериментируем:
А. Свойства жидкости
Да, действительно, наш пластилин может перетекать,
струится и капать со стола.
В ходе эксперимента умный пластилин
проявляет следующие свойства:
Слайд 19
Б. Свойства резиноподобного вещества
Пластилин действительно при плавном
воздействии растягивается и пружинит. При 2-3 дневном использовании его,
становится чрезмерно прыгучим и при резком подбрасывании и ударе – отскакивает, словно мяч.
Слайд 20
Резкое растягивание материала приводит к разрыву и напоминает
разрыв бумаги или мокрого картона.
Слайд 21
В. 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.
Вывод: умный пластилин проявляет свойства жидкости, свойства резиноподобного вещества и свойства твердого вещества.
Слайд 22
Эксперимент 3. Получаем магнитный пластилин
В получившийся хэндгам добавляю
девелопер (взял девелопер для лазерных принтеров) и тщательно перемешав,
продолжаю эксперимент.
Слайд 23
Измельченные до нано размеров частицы равномерно распределяются по
всему пластилину и позволяют ему притягиваться к мощному магниту.
Слайд 25
Я изучаю магнитные свойства пластилина, пользуясь мощным магнитом
из ненужного жесткого диска компьютера.
Вывод: Магнитный умный пластилин подтягивается
к мощному магниту. А если оставить пластилин на какое-то время возле магнита, то он будет обволакивать магнит со всех сторон.
Свойства магнитных неньютоновских жидкостей используют в машиностроении и медицине.
Слайд 26
Эксперимент 4. Самостоятельные разработки
В течение нескольких недель мной
было проведено несколько экспериментов, в ходе которых я изучил
свойства умного пластилина, после того, как он:
Неделю пролежал в открытом виде возле радиатора отопления. Свойства пластилина сильно изменились. После того, как в нём испарилась влага, он сильно уменьшился и стал очень прочным. Если использовать его как клеящее вещество, то он будет отлично склеивать и герметизировать предметы.
2. Умный пластилин загустел (через 3-4 дня использования) до такой степени, что его можно использовать для снятия форм \ слепков с небольших предметов. В нем достаточно хорошо отпечатываются детали предметов. В формы из пластилина заливается гипс. Так как гипс имеет свойство быстро отвердевать, умный пластилин не успевает деформироваться. Возможно, умный пластилин можно будет использовать как «экспресс метод снятия форм с моделей».
Слайд 27
3. Не сильно загустевший умный пластилин можно использовать
для снятия с загрязненного предмета мусора и пылинок. На
предмет, подобный валику, наматывается умный пластилин и проводится чистка, например ковра.
4. При растяжении умного пластилина образуется тончайшая пленка, которая хорошо прилипает к поверхности предметов. Высыхая на них, пленка образует водонепроницаемую поверхность. Если использовать магнитный пластилин, можно получить магнитную водонепроницаемую поверхность.
5. Из данного материала можно делать наколенники и налокотники для занятий спортом.
Вывод: умный пластилин можно использовать не только для игры и забавы, но и для практического применения.
