Болото - неньютоновская жидкость

Сколько трагических историй и ужасных легенд связано с болотами! Почему так коварно болото? По некоторым признакам оно напоминает жидкость: по крайней мере оно может течь и в нём можно утонуть. С другой стороны, топь ведёт себя как твёрдое тело — довольно тяжёлые предметы, например камни, способны держаться на её поверхности, несмотря на то что их плотность больше плотности вещества, составляющего болото. Кстати, его плотность превышает плотность воды, а плотность человека и животных близка к ней, поэтому, если бы для болота выполнялся только закон Архимеда, в нём нельзя было бы утонуть.

Всё-таки болото можно считать жидкостью, но особой — вести себя как жидкость трясина начинает только тогда, когда нагрузки превышают некую предельную величину. Поэтому тяжёлый камень не обязательно утонет в болоте: сначала он будет погружаться, но при этом возрастает выталкивающая сила и в какой-то момент может оказаться, что вес камня, скомпенсированный частично силой Архимеда, уже не создаёт нагрузки, большие предельной величины, и возникает состояние недопогружения.

Такое же состояние возникает, когда человек делает первый шаг по трясине. В обычной жидкости нога погружается до тех пор, пока вес всего тела не уравновесится выталкивающей силой (или пока нога не достигнет дна). В болоте же происходит не допогружение — процесс погружения останавливается тогда, когда разница между весом тела и вытесненного вещества болота станет равной величине т. Так болото обманывает человека, завлекая дальше и дальше в глубь трясины. Второй шаг тоже вызовет недопогружение, создавая иллюзию того, что всё в порядке. Она рассеется при попытке вытащить ногу из трясины. Основная проблема в том, что под ногой начнёт образовываться пустота. Обычная жидкость, сразу же следуя за ногой, не позволяет ей возникать, но грязь болота не является обычной жидкостью. В результате разрежённое пространство под ногой создаст дополнительную силу, направленную вниз. (Вспомните, как при ходьбе по неглубокой обычной грязи постоянно хлюпает под ногами — это с шумом всасывается воздух в освобождающееся пространство под поднимаемой ступнёй.) Чтобы преодолеть эту силу, другую ногу придётся погрузить несколько глубже. Каждая следующая попытка освободить ногу или какую-то часть тела из трясины будет вызывать погружение тела в целом.

Аналогичная трагическая ситуация складывается и в том случае, когда погрузившаяся подводная лодка ложится на глинистый грунт. Вылавливая при этом из-под себя воду, лодка лишается возможности использовать архимедову силу для всплытия и «присасывается», таким образом, ко дну. Давление толщи воды сверху способствует её медленному погружению в глину, засасывающее действие которой не позволяет лодке вырваться из «вязкого плена», несмотря на работу винтов.

 

 

Кровь – неньютоновская жидкость

Кровь – это жидкая среда организма, которая состоит из плазмы и взвешенных в ней клеток – эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов. Кровь определяет качество процессов, протекающих в органах и тканях. Одним из показателей качества крови является ее вязкость, которая определяется как соотношение между количеством кровяных клеток и объемом плазмы.

Вязкость - это свойство жидкостей или газов оказывать сопротивление перемещению одного слоя относительно другого, определяющееся внутренним трением. Вязкость крови имеет огромное значение для нормального функционирования организма человека, и в первую очередь для сердечно- сосудистой системы. Кровь находится в постоянном движении. По мере увеличения скорости кровотока вязкость крови снижается, а при замедлении — увеличивается.

Значение вязкости жидкости играет важную роль. Предположим, что наша кровь слишком густая. Следовательно, может возникнуть тромб и вызвать сердечный приступ или инсульт. Если кровь слишком жидкая, может начаться кровотечение. Врачи должны знать о вязкости крови при выполнении операций.

 

 

 

II Практическая часть

Результаты анкетирования

    С целью выяснения распространённости знаний о существовании неньютоновских жидкостей мною было проведено  анкетирование учеников 9 классов  МБОУ «СОШ № 6».

 

 Содержание анкеты:

 

· Как Вы думаете, может ли человек ходить по поверхности воды?

· Может ли человек ходить по поверхности какой-либо другой жидкости?

· Если «да», то, что это за жидкость?

 

Ни один из респондентов не назвал неньютоновские жидкости, что говорит об отсутствии знаний о жидкостях такого рода. Но интуитивно 50 % опрошенных школьников поняли, что такие жидкости существуют и 78% респондентов уверены, что это не вода. 17% опрошенных учеников очень близки к пониманию того, каким образом можно передвигаться по поверхности жидкости и какой она должна быть: передвигаться очень быстро, а жидкость должна быть очень вязкой. И неожиданно ответ «кисель» оказался очень близок к истине. Результаты анкетирования взрослых показали примерно такую же картину, как и результаты школьников. Большая часть взрослых респондентов уверена, что ходить по воде и другим жидкостям нельзя (73% отрицательных ответов на 1 вопрос и 60 % - на второй). 27 % предполагают, что такие жидкости существуют: это жидкости вязкие, с большой плотностью. Результаты анкетирования убедительно показали, что данная работа будет интересна не только школьникам, но и взрослым. (Приложение 1)