流体防弹衣?非牛顿流体大揭秘!生活中的广泛应用,无处不在。

2024-02-22 生活常识 关注公众号
    【新闻爆点】近日,一则网络视频引发了公众热议。视频中,一位小朋友在泥地上欢快地踩踏,而当他停止动作时,一只脚却突然陷入泥中,家长在一旁笑盈盈地拍摄这看似可爱的画面,殊不知此举在网络上引来不少争议。有网友严厉批评,指出这种泥地具有极高危险性,随时可能吞噬生命酿成悲剧。那么,为何不断踩踏反而安然无恙,静止站立却陷入其中?这其中蕴含的科学原理究竟是什么?真的如此危险吗?今天,让我们深入浅出地揭示这一奥秘。
流体居然可以做防弹衣?非牛顿流体是什么?生活中应用广泛很常见    【图文解析】
流体居然可以做防弹衣?非牛顿流体是什么?生活中应用广泛很常见    此泥地实为非牛顿流体的一种典型表现,流体力学将其划分为牛顿流体与非牛顿流体两大类。尽管非牛顿流体的概念听起来抽象复杂,但其在我们日常生活和工业生产中的应用极为广泛且极具实用性。
流体居然可以做防弹衣?非牛顿流体是什么?生活中应用广泛很常见    试想一下,水、空气、酒、蜂蜜、奶油、水淀粉、流沙——这些常见的物质中,哪些属于牛顿流体?哪些又是非牛顿流体?相信细心的读者已能从中看出端倪。
流体居然可以做防弹衣?非牛顿流体是什么?生活中应用广泛很常见    简单来说,牛顿流体是指在恒定温度下,粘度稳定、流动性不变的液体或流体,如无论怎么搅动,0-100度之间的水其流动性始终保持一致,我们可通俗理解为“常规液体”,而空气亦属此类。
流体居然可以做防弹衣?非牛顿流体是什么?生活中应用广泛很常见    相比之下,非牛顿流体则呈现迥异特性,在相同温度条件下,对其施加外力会改变其粘性或流动性。非牛顿流体种类繁多,有些在受力后变得更像固态,另一些则更显液态。有的因其受力大小变化而变,有的则因受力时间长短不同而变化。
流体居然可以做防弹衣?非牛顿流体是什么?生活中应用广泛很常见    具体到视频中的泥地情况,它是一种剪切增稠流体。当作用力越大时,其表现出更高粘度,如同固态般坚实,因此奔跑跳跃不会陷落;然而一旦静止不动,受到的作用力减小,则粘度降低,流动性增强,从而导致下沉。这一特性已被巧妙运用到诸多领域,例如制造柔性防弹衣,其在常态下穿着轻便舒适,但在遭遇高速子弹冲击时,瞬间变得坚硬无比,实现遇强则强的效果。同时,一些电动汽车底盘也利用了非牛顿流体的这种特性,增强了防撞性能。
流体居然可以做防弹衣?非牛顿流体是什么?生活中应用广泛很常见    与此相反,剪切稀化现象在生活中也屡见不鲜,这类流体通常情况下粘度较高,呈固体状,但一旦受力就会变得流动性更强,如水泥搅拌过程中由固态转为液态,停止搅拌后又迅速凝固。同样,血液在流动状态下为液态,静止时则凝结。沼泽地也是一个生动例子,挣扎越剧烈,反而下沉越快。在实际建设中,修路建房选址应尽量避开这类区域,以免地震等外力导致地面液化,造成房屋倒塌。
流体居然可以做防弹衣?非牛顿流体是什么?生活中应用广泛很常见    此外,还有两种非牛顿流体类型值得一提:一是流变性非牛顿流体,随着时间推移,其粘度随力增加而增大,如奶油长时间搅拌后的粘稠状态;二是触变性流体,与前者相反,其粘度随力增加而减少,如蜂蜜搅拌越久反而越稀。
流体居然可以做防弹衣?非牛顿流体是什么?生活中应用广泛很常见    非牛顿流体大致可归纳为上述四类,生活中还有哪些事物属于非牛顿流体呢?期待你在评论区分享你的发现。
流体居然可以做防弹衣?非牛顿流体是什么?生活中应用广泛很常见    回到开头的视频事件,虽然确实存在一定的安全隐患,但也不必过度恐慌。在有大人监护的情况下,孩子陷入泥地的风险相对较低。然而,家长们了解背后的科学原理,无疑有助于提前预见风险,确保自己和家人在享受快乐时光的同时,也能确保安全无忧。

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