Kodulabor: teeme ise mitte-Newtoni vedeliku

Ketšupil, värvil ning vee ja kartulitärklise segul on midagi ühist: ükski neist ei käitu nii nagu Newtoni seadused ette näevad. Tege­mist on nn mitte-Newtoni vedelikega.

Kõigile vedelikele ja gaasidele on omane viskoossus ehk sisehõõrdumine. See tähendab, et vedelikud takistavad oma osakeste liikumist üksteise suhtes. Kui laseme veepüstolist vett välja, lakkab vee voolamine just sisehõõrdumise tõttu, kui me päästiku surumise lõpetame, vahendab ajakiri Imeline Teadus.

Mida tõrksamalt vedelik voolab (s.t mida paksem see on), seda viskoossema vedelikuga on tegu. Vee viskoossust ei mõjuta veepüstoli päästikule vajutamise tugevus ega püstolist välja paiskumise kiirus.

Sellepoolest allub vesi Newtoni seadustele ning on nn Newtoni vedelik. Et panna veekihte üksteise suhtes kaks korda kiiremini voolama, tuleb veele lihtsalt avaldada kaks korda suuremat jõudu (suruda veepüstoli päästikut kaks korda tugevamini).

Leidub aga terve rida vedelikke, mis Newtoni seadusi selles osas eiravad: nende nn mitte-Newtoni vedelike viskoossus sõltub kiirusest, st vedelikule avalduva jõu suurusest.

Ketšup ei paista kuigi voolavana, ent surve all (nt ketšupipudelit vajutades ning raputa­des) muutub see vedelamaks. See tähen­dab, et ketšupile avaldatud jõu kahekordne suurenemine suurendas ketšupi sisehõõrdumist vähem kui kaks korda.

Kartulitärklise ja vee seguga tehtud ülalolevas videos on näide mitte­-Newtoni vede­likust, mis muutub surve all viskoossemaks. See tähendab, et segule avaldatud jõu kahekordne suurenemine suurendas selle sise­hõõrdumist rohkem kui kaks korda.

Sama­sugune vedelik on ka näiteks vesiliiv, mis muutub surve all tahkemaks (seetõttu võib vesiliiva ületada joostes, mitte kõndides; vesiliiva sisse kukkudes ei tohi aga rabeleda). On ka mitte-Newtoni vedelikke, mille viskoossust ei muuda neile avaldatava jõu suurus, vaid hoopis kestus. Näiteks mesi muutub segamise jooksul vedelamaks, koor aga pakse­maks.

Loe katse tegemise õpetust jaanuarikuu Imelisest Teadusest!