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【材料美学】非牛顿+流体=?

发布时间:2018/05/07  来源:福建电机电器网  作者:Chen   浏览:

《老子》曾说:“上善若水,水善利万物而不争,处众人之所恶,故几于道。”中国著名武术家李小龙也说过:“You put water in a cup, it becomes the cup. You put water in a bottle, it becomes the bottle. You put water in a teapot,it becomes the teapot. Water can flow or crash. Be water, my friends!”可见,水是何等完美的流体。

 

从科学的角度来说,水其实是一种牛顿流体,之所以叫“牛顿”流体,是因为牛顿当年确实研究了关于水这样流体流动的原因,因此冠以他的大名。水作为一种典型的牛顿流体,用科学的话说,就是任一点上的剪应力都同剪切变形速率呈线性函数关系;而用通俗的话来说,就是在恒定的温度下你无论用多么大的力量去攻击水,水的粘稠度都不会发生变化。


换句话说,水不会因为你一记重拳而在你手上变成蜂蜜流动的感觉,水,永远给你水的感觉。同样,蜂蜜也是一种很典型的牛顿流体。话不多说,我们先来从视觉上感受一下所谓的牛顿流体到底是个什么样子的。

 

 

 当用锤子去重击牛顿流体之蜂蜜时

 

既然有了牛顿流体,自然而然,就有它的对立面。虽然牛顿当年只研究了牛顿流体,但是出于对他的尊重,我们并没有直接说“Hey,牛顿,你错了,我发现我家厨房的番茄酱和你定义的牛顿流体不同诶,我非得用力才挤瓶身才能让我香甜可口的番茄酱流出来呢”,为了给牛顿面子,于是我们把不属于牛顿当年归类的流体情况,统统称为非牛顿流体。

 

所谓的非牛顿流体,用科学的话讲,就是其剪应力与剪切应变率之间不是线性关系的流体。换句话说,当我挥拳去打非牛顿流体时,我还真能把它从“水”给揍成“蜂蜜”呢。比如,常见的非牛顿流体就有掺了水的淀粉,相信咱们中国人做饺子和面都有过切身感受,非牛顿流体到底是个什么感觉呢?

  

当我们将锤子缓慢的放入非牛顿流体淀粉糊中,非牛顿流体很容易包裹住锤子


 

然而,当我们快速的用锤子去锤击非牛顿流体的表面,神奇的现象发生了,根本锤不下去有木有?流体的粘度通过外力被彻底的改变了

 

非牛顿流体是如此神奇,以致于人们为此做出了很多有趣的尝试,比方说,一个很喜欢读金庸的人可能就会去效仿裘千仞练习“水上漂”,然而,在牛顿流体上,她的结果往往是这样的:

 

 

 牛顿流体上的水上漂:虽然美女很美,但是还是得落水

 

然而在非牛顿流体上,美女一跃成为武林高手,水上漂的当世传人有木有:

  

非牛顿流体的水上漂,Amazing~~~

  

非牛顿流体非但可以让人练成绝世武功,而且稍加应用,便充满了行为艺术感。最近,有人用带有多个小孔的液压机去压各种类型的非牛顿流体,简直让人感觉是一场美学盛宴。

 

先给大家确认一下是非牛顿流体。

 

 

上器材,压下去


 

 Oh My God. 这是一支支“小蛇”出没吗?


 换一个非牛顿流体试试。


 

 被压成了黄色的爆米花

 

再换一个白色的试试。

 

 

慢慢被压扁的过程

 

 

一碗意大利面就此做出

 

再换一个试试看。


 

 慢慢压下去


 

 我的天,这次被压出了一个个透明的QQ糖啊

 

继续换材料看看。

 

 

使劲的压下去


 

 天啊,五彩干脆棒啊

 

最后试试肥皂吧。


 

 看着像馒头一样的肥皂

 

 

 

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