I kapalina se může zbláznit
30. 4. 2014 - LDF
Isaac Newton, britský matematik, fyzik a alchymista a objevitel zákona o gravitaci (ten, co mu prý spadlo jablko na hlavu), je autorem mnoha zákonů, dnes příznačně zvaných Newtonovy. Jedním z nich je i Newtonův zákon viskozity, který říká, že v kapalině je lineární závislost mezi vnějšími silami a vnitřním třením. Jednoduše řečeno, voda nebo jakákoliv newtonovská kapalina poteče pořád stejně, i když na ni budete tlačit nebo do ní bouchat. Existují ovšem kapaliny, pro které tento zákon neplatí.
Studiu pololineárních rovnic, které popisují chování těchto kapalin (a nejen jich) se věnují na Ústavu matematiky Lesnické a dřevařské fakulty Mendelovy univerzity v Brně. A není to vůbec nudné studium. Tyhle kapaliny se totiž chovají poněkud nestandardním, až bláznivým, způsobem.
K „nenewtonským“ kapalinám patří třeba kečup (při třepání lépe teče) nebo zubní pasta (tuhá, teče jen, když se na ni tlačí). Jiné tyto kapaliny se naopak při tlaku chovají jako pevné látky. Na nenewtonských kapalinách můžete štípat dřevo, zatloukat hřebíky nebo je můžete kladivem rozbít na střepy, které se za okamžik rozlijí do kaluží.
Po těchto kapalinách se dokonce dá i chodit – nebo přesněji, dá se po nich běhat. Kdo je dostatečně rychlý, cítí se na jejich hladině jako na gumovém povrchu. Není však radno se zastavit. Kdo se zastaví, ten se ponoří jako do běžné kapaliny. Vlastně do ne tak běžné kapaliny: ponoří se do kapaliny, ve které je nutno se hýbat pomalu a s velikou rozvahou. Každý rychlý pohyb totiž vyvolá ztuhnutí okolní kapaliny a pocit, že se snažíte plavat zalití v betonovém bloku.
Na videoukázku s běháním po hladině nenewtonovské kapaliny se můžete podívat třeba zde:
https://www.youtube.com/watch?v=D-wxnID2q4A
https://www.youtube.com/watch?v=2-4mgVV51YY
Recept pro výrobu nenewtonovské kapaliny:
250g kukuřičného škrobu
200 ml vody
Škrob nasypeme do nádoby (nemáme-li kukuřičný, můžeme použít bramborový), po částech přiléváme vodu (lépe méně než více) a pomalu mícháme, nejlépe rukama. Roztok si občas popleskejte, abyste poznali správné složení. Když Vám při rychlém míchání tuhne, je to téměř ono – dál míchejte pomalu a ještě chvíli míchejte a přidávejte škrob.
Mnoho zábavy Vám přejí zaměstnanci Ústavu matematiky…