Salve e benvenuti ad un’altra lezione digitale di ScienceMan.
Oggi affronteremo l’interessante argomento dei fluidi newtoniani e non newtoniani. Un classico fluido newtoniano è l’acqua. L’acqua ha una viscosità molto prevedibile e scorrerà sempre in modo prevedibile indipendentemente dalle forze che agiscono su di essa. I fluidi newtoniani hanno anche cambiamenti di viscosità prevedibili in risposta ai cambiamenti di temperatura e pressione.
Per studiare sperimentalmente le proprietà dei fluidi newtoniani, iniziamo con del miele caldo. Come potete vedere qui, il miele caldo scorre facilmente, e scorrerà facilmente intorno a oggetti come questo righello. Porre una forza sul miele non ha alcun effetto sulla sua viscosità. Anche se mettiamo una grande forza su di esso con un martello, il miele scorre prevedibilmente intorno al martello. Se proviamo la stessa cosa con il miele freddo, vediamo, come ci si aspetterebbe, che il miele è più viscoso. Cioè, scorre più lentamente. Ma quando lo testiamo con un righello, vediamo che si comporta come il miele caldo. È lo stesso quando si usa il martello. Applicare una forza non ha alcun effetto sulla viscosità. Il miele, sia caldo che freddo, è un buon esempio di fluido newtoniano. Faremo lo stesso test con una soluzione di amido di mais. Quando si versa questa soluzione, sembra comportarsi più o meno come il miele. Quando si mette un righello dentro lentamente, il fluido scorre intorno al righello. Tuttavia, quando si cerca di forzare il righello nel fluido, il fluido diventa immediatamente più viscoso. Martellare il fluido con ancora più forza produce ancora più resistenza al flusso. Poiché la viscosità della soluzione di amido di mais cambia con una forza applicata, si tratta di un fluido non newtoniano. A differenza di un fluido newtoniano, l’applicazione di forze a questo fluido non newtoniano fa sì che le sue particelle si comportino più come un solido. Questo rende il comportamento dei fluidi non newtoniani molto strano. Come potete vedere qui, anche se la soluzione di amido di mais scorre quando viene svuotata da un secchio, non si può rompere la sua superficie nemmeno usando una mazza. Si può anche saltare su e giù da una soluzione di amido di mais. Ricordatevi solo di non starci sopra perché alla fine affonderete.
Quindi, in sintesi, i fluidi non newtoniani hanno risposte imprevedibili alle forze applicate. Con le forze applicate diventano più viscosi come l’amido di mais o meno viscosi come il ketchup. Quali altri fluidi potreste sospettare che siano fluidi non newtoniani? Prova i tuoi esperimenti sui fluidi per scoprirlo.
Grazie per aver visto questa Lezione Digitale di ScienceMan.