Ньютоновская жидкость что это такое простыми словами для детей
Ньютоновская жидкость что это такое простыми словами для детей
Неньютоновская жидкость. Что это?
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Жидкость окружает нас повсюду. Люди состоят в основном из воды. Мы сталкиваемся с использованием жидкости всегда и везде: пьём, умываемся, купаемся… Как мы представляем себе жидкость? Какими свойствами должна она обладать? Наверное, должна литься, растекаться, принимать форму того сосуда, в который её залили. Казалось, мы знаем о жидкости всё. Но, как оказалось, не всё мы знаем о ней. Ни все жидкости такие, какими мы привыкли их видеть. Однажды я увидел в интернете видеофильм о том, как проводят опыты с необычной жидкостью. Что это? Почему она не похожа на воду, молоко, бензин? Мне это показалось увлекательным и восхитительным! Так как фильм был коротким, из него я узнал совсем мало. Поэтому решил поподробнее узнать, что это за жидкость, и из чего ее изготавливают.
Цель исследования: узнать, что такое неньютоновская жидкость, какими необычными свойствами она обладает, и где ее применяют.
1)изучить литературу по теме исследования;
2)узнать области применения;
2)создать неньютоновскую жидкость;
3)провести эксперименты, демонстрирующие свойства неньютоновской жидкости в домашних условиях;
Объект исследования: неньютоновская жидкость.
Предмет исследования: свойства неньютоновской жидкости.
Гипотеза: предположим, что данная жидкость по своим свойствам отличается от привычного нам понятия жидкости.
1.1 Что такое неньютоновская жидкость?
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. Ньютоновская жидкость названа в честь Исаака Ньютона, который открыл закон вязкого трения для жидкостей.
Области применения неньютоновских жидкостей.
Неньютоновские жидкости с каждым годом все больше завоевывают наш мир. Ученым нравится этот материал, и они с завидным постоянством радуют нас новыми интересными идеями применения неньютоновских жидкостей.
Рассмотрим несколько вариантов использования и применения неньютоновских жидкости в мире в настоящее время:
Чтобы косметика держалась на коже, ее делают вязкой, будь это жидкий тональный крем, блеск для губ, подводка для глаз, тушь для ресниц, лосьоны, или лак для ногтей. Вязкость для каждого изделия подбирается индивидуально, в зависимости от того, для какой цели оно предназначено. (Приложение 3)
Самая первая игрушка-лизун или слайм (slime) была сделана компанией Mattel в 1976 году. Игрушка-Лизун заслужила популярность благодаря своим забавным свойствам – одновременно текучести, эластичности и возможности постоянно трансформироваться. Обладающая свойствами неньютоновской жидкости, игрушка-лизун быстро стала безумно популярной у детей и взрослых. Лизуна можно было купить не везде, но забавную игрушку скоро научились делать в домашних условиях. (Приложение 4)
В автомобильной промышленности:
Неньютоновские жидкости используются в автомобильной промышленности: моторные масла синтетического производства на основе неньютоновской жидкости обладают отчетливо выраженными преимуществами, в частности они создают защитную пленку смазочного материала, которая никогда не стекает с рабочих поверхностей двигателя. Мы развели неньютоновскую жидкость в таз, и нам удалось побегать на неньютоновской жидкости. (Приложение 5)
2.1 Изготовление неньютоновской жидкости.
Мы сами легко можем сделать вариант неньютоновской жидкости, которая называется «ооблек» («oobleck ) Рецепт ее прост.
Приготовление крахмального раствора
Цель: получить неньютоновскую жидкость.
Для приготовления нам нужны крахмал (картофельный, кукурузный) и вода. В глубокую миску высыпали крахмал и добавили воду. Пропорция зависит от качества крахмала и обычно составляет от 1:1 до 1:3 в пользу воды. В результате смешивания получили нечто типа киселя, обладающего интересными свойствами. (Приложение 6)
Нечто необычное мы заметили, как только стали смешивать крахмал и воду. По виду это был кисель или тесто для блинов. Но размешать её было непросто. Казалось, что не сможем растворить крахмал. Оказывается, он и не растворится. Поэтому у нашей жидкости свойства интересные.
Попробуем изучить свойства жидкости.
Проведём несколько опытов и посмотрим, как неньютоновская жидкость будет себя вести при различном воздействии на неё.
Я опустил руку в жидкую массу и резко попробовал сжать пальцы внутри нее. Также можно резко попробовать вытащить руку из нее. Главное все это делать быстро. В ходе проведения опыта можно заметить, что при резком воздействии на неньютоновскую жидкость она моментально крепчает. (Приложение 7)
Вывод: таким образом, резко сжать внутри нее пальцы не получится, и резко вынуть руку тоже, несмотря на то, что при медленном погружении в нее руки мы чувствовали обыкновенную жидкость.
При медленном погружении сжатого кулака в неньютоновскую жидкость, она проявляет свойства обычной жидкости и не оказывает сопротивления. Но если по ней резко ударить, то она мгновенно превратится в более плотное вещество, и, пробить ее не получится. (Приложение 8)
Вывод: при быстром и резком взаимодействии она становится похожей на твердое тело, а при медленном воздействии становится жидкостью.
Мы попробовали скатать из данной жидкости шарик. Надо быстро потереть её в ладонях. Из-за трения образовывался небольшой твёрдый шарик, (Приложение 9) но когда прекращаешь воздействовать на нее, шарик моментально растекается в руках. (Приложение 10)
Вывод: при воздействии на жидкость, она твердеет, при прекращении воздействия – растекается.
Мы попробовали перелить жидкость из одного сосуда в другой.
При переливании неньютоновской жидкости из одного сосуда в другой, мы увидели, что она вновь проявляет как свойства твердого вещества, так и жидкого. При вытекании жидкости из одного сосуда, как и в момент своего падения, она остается жидкой, но при взаимодействии с поверхностью другого сосуда, или любой другой твердой поверхностью она на секунды столкновения становится твердой, и вновь растекается.
Вывод: при падении жидкость проявляет свойства жидких тел, пр соприкосновении с твёрдой поверхностью – твёрдых тел.
Взяли яйцо, положили его в пакет с водой, бросили с высоты данный пакет в ведро. Яйцо при ударе разбилось. Взяли другое яйцо и положили его в пакет с неньютоновской жидкостью. Точно так же бросили с высоты в ведро, но яйцо не разбилось. (Приложение 11)
Вывод: при ударе о ведро жидкость повела себя как твердое тело.
Мы пробовали забить гвоздь в брусок в сосуде с водой. Это нам не удалось, так как вода разбрызгивалась, брусок тонул и снова всплывал. Зато в брусок, который находился в неньютоновской жидкости, мы легко забили гвоздь. Так как жидкость принимала свойства твердого тела.
Вывод: при воздействии на жидкость, она принимает свойства твёрдого тела.
Приготовив большое количество жидкости, я попробовал по ней побегать. Интересно, что пока я перебирал ногами, оставался на поверхности. Как только останавливался, погружался в жидкость.
Вывод: жидкость твёрдая, пока на неё воздействует сила.
Неньютоновские же жидкости ведут себя по-другому, то, как она будет себя вести, зависит от характера воздействия на неё.
В ходе исследования мы провели опыты, показывающие занимательные свойства жидкости. Мы показали, что 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.
В своей работе мы показали маленькую часть того, что известно о неньютоновской жидкости.
Мы узнали, насколько распространены такие жидкости. Оказывается, область применения их обширна и мы думаем, что они найдут ещё большее применение.
Выдвинутая гипотеза о свойствах неньютоновской жидкости доказана с помощью проведенных нами опытов. Неньютоновская жидкость принимает свойства жидкого и твёрдого тела, чего не может сделать ньютоновская жидкость.
Неньютоновская жидкость – это пример того, что вокруг нас много удивительных вещей. Изучая данную жидкость и проделывая с ней различные опыты, мы получили массу впечатлений и новых открытий.
3.Энциклопедический словарь юного физика / Сост.В.А.Чуянов. – 2-е изд., испр. и доп.- М.: Педагогика, 1991. – 336с.
Рецепты приготовления неньютоновской жидкости своими руками
Обучение в игровой форме — увлекательное занятие. Неньютоновская жидкость своими руками, опыты с ней — интересная тема для познавательной игры с детьми. Чтобы подготовиться к домашнему эксперименту, изучите научные понятия.
Ньютоновские и неньютоновские жидкости
Перед началом опыта необходимо объяснить ребенку отличия ньютоновской жидкости и неньютоновской жидкости:
Неньютоновская жидкость простыми словами — промежуточное вещество между текучей субстанцией и твердым телом.
Классификация
Существует 3 основных группы аномальных субстанций.
Вязкие
Не зависят от времени. Среди них выделяют вязкопластичные — масляные краски, разновидности пасты. К псевдопластичным веществам относят суспензии полимеров, целлюлозы. При небольшом напряжении они текут. Дилатантные (раствор крахмала, различные типы клея) при интенсивном воздействии густеют.
Нелинейное неньютоновское вещество — кровь, здесь вязкость определяется фактором скорости.
Нереостабильные
Подвержены временному фактору. Простокваша, кефир, майонез, кетчуп теряют вязкость при взбалтывании. Их называют тиксотропными. Реопектические субстанции со временем уплотняются. Это коллоидные растворы, бентонитовые глины.
Вязкоупругие
Под воздействием силы текут, затем восстанавливают прежнюю структуру. К ним относят некоторые виды смол и тестообразные пасты.
Примеры природных неньютоновских жидкостей — это зыбучие пески, трясина на болоте, грунтовые плывуны.
Свойства
Особенность аномальных субстанций — способность изменять плотность. При механическом воздействии укрепляется связь между молекулами, а жидкость приобретает характеристики твердого тела. Молекулярная формула меняется под влиянием звуковой волны, электромагнитного поля.
Например, интенсивно размешивать густой раствор крахмала тяжело. Снизьте скорость, уменьшите усилия — ложка будет легко передвигаться. Если наполнить крахмальным желе бассейн — по нему можно пробежать, как по земле. Стоит остановиться, и вы провалитесь.
Скорость течения не влияет на плотность воды. Чем быстрее течет мед, сгущенка — тем меньше их вязкость.
Чтобы наглядно изучить свойства, сделайте неньютоновскую жидкость из крахмала.
Где применяют неньютоновские жидкости
Аномальные субстанции используют в таких отраслях:
Рецепт неньютоновской жидкости используется в домашней кулинарии. Например, при приготовлении соусов на основе муки, карамели, мармелада.
Как сделать неньютоновскую жидкость своими руками
Занимательные исследования дома с детьми облегчают изучение физики, химии в школе. Неньютоновская жидкость своими руками — интересный и веселый эксперимент.
Рецепт с крахмалом
Хозяйки знают, как приготовить кисель — примерно так же делается и неньютоновская жидкость:
Объект для изучения готов.
Рецепт с клеем ПВА
Сделать неньютоновскую жидкость без крахмала можно из клея ПВА и буры (тетрабората натрия), взятых в пропорции от 1:1 до 1:4. Пошаговая инструкция:
Для лучшего результата дайте настояться смеси в герметично закрытой емкости 2 часа.
Игры и опыты с неньютоновской жидкостью для детей
Неньютоновская жидкость своими руками — химический опыт в домашних условиях. Теперь изучите с ребенком физические свойства субстанции из крахмала:
3 ст. ложки картофельного крахмала, 2 ст. ложки воды, пищевой краситель смешайте до плотной консистенции. Получится детская игрушка «лизун». Перечисленные ингредиенты не вызовут аллергии. «Жвачку для рук» можно обернуть полиэтиленом или поместить в надувной шарик.
Этот рецепт неньютоновской жидкости позволит сделать хендгам без крахмала:
Недостаток домашних хендгамов — недолговечность. Загрязненного «лизуна» нужно выбросить и сделать новую игрушку.
Как хранить
Домашние составы можно хранить в холодильнике. Постояв, они быстро засыхают. Чтобы восстановить вязкую структуру, добавьте воды.
Конспект проведения занятия по познавательному развитию «Неньютоновская жидкость» в старшей группе
Цель: Организовать деятельность детей по ознакомлению с понятием неньютоновская жидкость и выявлению ее свойств опытно-исследовательским путем; способствовать развитию познавательной активности.
— познакомить детей с понятиями «ньютоновской» и «неньютоновской» жидкости;
— создать условия для ознакомления детей со свойствами крахмала и неньютоновской жидкости;
— познакомить детей со способом изготовления неньютоновской жидкости и вариантом ее применения в повседневной жизни.
— способствовать развитиюмыслительных операций: анализа, синтеза, сравнения, сопоставления; наглядно-образного мышления;
— способствовать развитию речи, умения сравнивать и делать выводы в процессе совместной исследовательской деятельности;
— способствовать развитию мелкой моторики пальцев рук;
— воспитывать эмоционально-ценностное отношение ребенка к окружающему миру.
Предварительная работа с детьми: беседа и проведение опытов о свойствах воды, выделение крахмала из картофеля.
Методы и приемы: игровой, наглядный, практическая деятельность детей, вопросы к детям словесная.
Материалы и оборудование: крахмал, соль, сахар, мука, тарелочки, кружки, ложки, капсула, аквагрунт, чаша для изготовление жидкости, шарик, воздушный шарик, воронка, бутылка.
Демонстрационный материал: портрет И. Ньютона, иллюстрации мед, молоко, пазл с фото крахмала, картинка «Что лишнее»
Структура занятия.
I. Вводная часть – 2 минуты.
II. Основная часть – 20 минут.
III. Заключительная часть – 3 минуты.
Ход НОД
Воспитатель: Сегодня мы с вами познакомимся с волшебной жидкостью, которая может быть как в твердом, так и в жидком состоянии.
Для начала вспомним, что такое жидкость?
Ответы детей: это состоянии вещества, которая находится в жидком состоянии.
Воспитатель: Какую жидкость мы с вами можем встретить в природе?
Ответы детей: лужи, озера, пруды, моря, дожди.
Воспитатель: Совершенно верно. Сами люди состоят из жидкости. Вода дает нам жизнь. Мы все время сталкиваемся с использованием жидкости в повседневной жизни. Как мы используем ее?
Ответы детей: когда пьем чай, моем руки, наливаем масло на сковороду, заправляем машины.
Воспитатель: Какие свойства жидкостей Вы знаете?.
Ответы детей: при охлаждении она сжимается, а при замерзании расширяется; при нагревании испаряется; текуча, т. е. принимает форму любого сосуда
Воспитатель: Все жидкости, которые находятся только в жидком состоянии называются ньютоновскими, по имени известного ученого Исаака Ньютона. (показываю портрет И. Ньютона). Кто знает кто такой Ньютон?
Исаак Ньютон-это великий физик. Еще в конце XVII века он. проводя очередной эксперимент обратил внимание, что грести веслами быстро гораздо тяжелее нежели, если делать это медленно. И тогда он сформулировал закон, согласно которому вязкость жидкости увеличивается исходя из силы воздействия на нее.
Воспитатель: Но, оказывается, не все жидкости ведут себя правильным образом.
А вот неньютоновские жидкости могут быть и вязкими и тут же совершенно жидкими. Все зависит от того, что с ними делают.
Воспитатель: Сегодня мы с вами и попробуем сделать ту самую загадочную неньютоновскую жидкость или как я говорила в начале, волшебную жидкость.
Что нам понадобится для ее изготовления, вы узнаете, отыскав капсулу с подсказкой. Находится она в Аквагрунте.
По этой подсказке, вы должны двигаться в другое место, где Вас ждет следующее задание.
Воспитатель: Молодцы ребята вы разгадали мой секрет. Что же нам понадобится для изготовления неньютоновской жидкости?
Ответы детей: Крахмал
Воспитатель: Кто знает, что такое крахмал?
Ответы детей: Крахмал- это белый порошок без вкуса и запаха, он не растворяется в холодной воде.
Воспитатель: В каких продуктах он содержится?
Ответы детей: кукуруза, картофель, рис, пшеница.
Воспитатель: Где его используют?
Ответы детей: Его используют в приготовлении выпечки, киселя. Крахмалом раньше обрабатывали воротнички у рубашек и юбки, чтобы они лучше держали форму. Так же его добавляют при изготовлении таблеток.
Воспитатель:Перед вами на тарелочках несколько белых веществ: соль, сахар, мука, крахмал. Можно ли по внешнему виду определить, где что лежит? (Сахар и соль скорее всего узнают сразу)
Ответы детей: Да, Нет
Воспитатель: Возьмите по щепотке каждого вещества и сравните их. Что вы заметили?
Ответы детей: Мука более мягкая на ощупь, а крахмал на пальцах скрипит.
Воспитатель: Да, крахмал скрипит. Отличается от других. Это его своеобразное свойство.
Давайте проверим растворяются ли наши вещества в воде?
Ответы детей: Дети берут ложкой вещества, кладут в воду и размешивают.
Воспитатель: Что стало с жидкостями?
Ответы детей: Сахар и соль растворился. Вода осталась прозрачной.
После муки и крахмала вода стала белой.
Воспитатель: Проведем эксперимент по получению неньютоновской жидкости. Для этого нам нужен крахмал и вода. Примерно на 2 стакана крахмала, 1 стакан воды.
Затем насыпаем крахмал в чашку и нальем воду, тщательно размешаем.
Воспитатель: Получилось у нас вещество, которое может быть и твердым, и жидким. Кто вспомнит как оно называется?
Ответы детей: Это вещество называется неньютоновским.
Воспитатель: А зависит его состояние от скорости работы с ним. Толкаем, кидаем, стучим, крутим, мешаем – вещество ведет себя как твердое тело. Как только останавливаемся – жидкое, сразу же растекается.
Воспитатель: Возьмем жидкость в ладошку и будем быстро сжимать и разжимать пальцы, можно увидеть между ними твердый комочек.
Ребята, какой вывод мы можем сделать? Какое свойство принимает эта жидкость?
Ответы детей: Эта жидкость принимает свойства твердого тела.
Воспитатель: Что нужно, чтобы она постоянно оставалась твердой?
Ответы детей: Чтобы она оставалась твердой, ее нужно постоянно месить.
Воспитатель: Возьмем жидкость на ладонь. Будем, также, быстро сживать разжимать. Также увидим твердый комочек, но как только мы перестанем сживать руку жидкость будет растекаться лужицей.
Какой вывод мы можем сделать? При каком условии жидкость обладает свойством твердого тела?
Ответы детей: Жидкость может обладать свойством твердого тела только при быстром вращении, в данном случае, ладоней.
Воспитатель: Сможет ли жидкость удержать на поверхности шарик? (Кладу шарик на поверхность жидкости, смотрим, что получается) Шарик держится?
Ответы детей: Нет, шарик тонет!
Воспитатель: Какой вывод сделаем?
Ответы детей: Шарик тяжелее, чем жидкость, поэтому он тонет.
Воспитатель: Постучим по жидкости кулаком. Что происходит?
Ответы детей: Кулак не тонет и остается сухим.
Воспитатель: Какой вывод мы можем сделать?
Ответы детей: При постукивании по жидкости она ведет себя, как твердое тело.
Воспитатель: Опустим палец в жидкость. (Опускают палец в жидкость) Что произошло?
Ответы детей: Палец намок.
Воспитатель: Какой вывод мы можем сделать?
Ответы детей: Любое тело, опущенное в воду или любую жидкость, становится мокрым.
Воспитатель: Итак при быстром ударе о поверхность рука не погружается в неньютоновскую жидкость и остается сухой, но если просто опустить палец в жидкость плавно, она ни чем не будет отличаться от обычного киселя.
Итак, неньютоновская жидкость какая?
Ответы детей: Она жидкая и текучая пока нет движения.
Воспитатель: Совершенно верно!
Воспитатель: Ребята, сейчас мы сделаем с вами игрушку, которая называется «Капитошка» или «Антисресс». Делать мы ее будем по инструкции (висит на доске).
Итак, что нам понадобится?
Ответы детей: неньютовская жидкость, бутылка, воздушный шарик, воронка
Воспитатель: Что делаем затем?
Ответы детей: переливаем неньютоновскую жидкость в бутылку (через воронку, надеваем на бутылку воздушный шарик и переворачиваем бутылку. Ждем, когда вся жидкость перельется в воздушный шарик.
Воспитатель: Что делаете на последнем этапе?
Ответы детей: снимаем шарик с бутылки и завязываем узелок.
Воспитатель: Вот у нас и получилась такая интересная игрушка.
Воспитатель:О чем мы сегодня с вами разговаривали? Что узнали нового?
Ответы детей: Мы разговаривали о жидкостях. Что существует жидкость, которая может быть и жидкой, и твердой.
Воспитатель:Как она называется?
Ответы детей: Эта жидкость называется неньютоновская.
Воспитатель:Что делали на занятии?
Ответы детей: На занятии мы делали неньютоновскую жидкость и проводили с ней опыты. Еще мы делали игрушку «Капитошка».
Воспитатель:Что вам сегодня понравилось на занятии? Что вам не понравилось на занятии? (Высказывают свои мысли, ощущения, эмоции)
Конспект по детскому экспериментированию на занятии в старшей группе «Жидкость. Свойства воды» Цель: развивать познавательный интерес ребёнка в процессе экспериментирования с жидкостями. Познакомить детей со свойствами жидкостей на.
Конспект занятия по познавательному развитию «День знаний в старшей группе» «День знаний» Цели: Систематизировать и закрепить знания по математике; Систематизировать и закрепить знания о школьных принадлежностях;.
Конспект проведения образовательной деятельности по познавательному развитию «Чайная посуда» в младшей группе Задачи. 1. Продолжать знакомить детей с предметами ближайшего окружения – чайной посудой, их функции и названия. 2. Способствовать овладению.
Конспект занятия по познавательному развитию в старшей группе (5–6 лет) Тема: «Мамы разные нужны, мамы всякие важны» Доминирующая образовательная область: познавательное развитие Интеграция образовательных областей:.
Конспект занятия по познавательному развитию в старшей группе «Посуда» Конспект занятия по познавательному развитию в старшей группе «Какая бывает посуда» Интеграция образовательных областей: Речевое развитие.
Конспект занятия в старшей группе по познавательному развитию «Грибное царство» Цель:Формировать знания детей о съедобных и ядовитых грибах. Закрепить знания об особенностях внешнего вида. Воспитывать интерес к грибам,.
План-конспект проведения НОД по познавательному развитию «Что мы знаем о видах и свойствах бумаги?» в старшей группе План-конспект проведения непосредственно образовательной деятельности по познавательному развитию в старшей группе Воспитатель ГБОУ ООШ.
План — конспект проведения занятия по познавательному развитию в подготовительной группе «Транспорт» Программное содержание. Познакомить детей с возникновением разных видов транспорта. Развивать любознательность, мышление, внимание, мелкую.
План-конспект проведения занятия по речевому развитию «Путешествие в Страну сказок» в старшей группе Программное содержание: продолжать знакомить детей с народными и авторскими сказками, загадками, стихами, создать радостное эмоциональное.