eksperiment sa ooblekom pokazuje kako zakoni fizike objašnjavaju pojave koje svakodnevno posmatramo. Kada razumemo sile, energiju, kretanje i talase, ono što deluje neobično postaje jasno i predvidivo.
Smeša koja se opire brzom udaru
Smeša skroba i vode može polako curiti kroz prste, ali pod naglim udarom deluje skoro kao čvrsto telo. U dovoljno velikoj posudi čovek može brzo pretrčati preko nje, ali će pri zaustavljanju početi da tone.
Fizičko objašnjenje
Ooblek je nenjutnovska suspenzija čija efektivna viskoznost raste pri velikom smicajnom naprezanju. Pri sporom kretanju čestice skroba mogu da se preraspoređuju. Pri brzom pritisku približavaju se, trenje i hidrodinamičke sile stvaraju privremeno zaglavljenu mrežu koja nosi opterećenje.
Mehanički napon: σ = F/S; brzina smicanja opisuje koliko brzo susedni slojevi menjaju relativnu brzinu.
Veličine i jedinice:
σ – napon (Pa), F – sila (N), S – površina (m²); viskoznost se meri u Pa·s.
Kako pojava nastaje – korak po korak
- Čestice skroba su gusto raspoređene u vodi.
- Pri sporoj sili voda omogućava njihovo razmicanje i smeša teče.
- Nagla sila potiskuje čestice u kontakt i nastaje zagušena struktura.
- Kada sila oslabi, mreža se raspada i materijal ponovo teče.
Primer iz prakse
Ako ooblek stisnete brzo u šaci, formira se čvrsta grudva. Kada otvorite šaku i prestanete da ga pritiskate, grudva se razliva.
Od čega zavisi rezultat?
Ponašanje zavisi od odnosa skroba i vode, brzine opterećenja, temperature, veličine čestica i debljine sloja. Previše vode daje običnu retku suspenziju.
Najčešća zabluda
Zabluda: Ooblek menja agregatno stanje iz tečnog u čvrsto svaki put kada ga udarimo.
Tačno objašnjenje: Ne nastaje prava fazna promena. Menja se način kretanja i međusobnog zaglavljivanja čestica, pa smeša privremeno pruža mnogo veći otpor.
Bezbedan ogled ili posmatranje
Pomešajte kukuruzni skrob i vodu u plastičnoj posudi i ispitajte ga prstom. Ne sipajte smešu u odvod jer može da ga začepi; ostavite je da se osuši i bacite u otpad. Hodanje po velikoj količini izvodi se samo kao organizovana demonstracija uz pomoć odraslih.
Povezivanje sa školskim gradivom
Eksperiment povezuje silu, pritisak, trenje, viskoznost, suspenzije, deformaciju i osobine materijala.
Pitanja za proveru znanja
- Kako se ponaša ooblek pri sporom pritisku?
- Šta se događa pri naglom udaru?
- Da li je to pravo očvršćavanje?
Odgovori
1) Teče i prilagođava oblik. 2) Čestice se privremeno zaglavljuju i otpor raste. 3) Ne, nema klasične fazne promene.
Česta pitanja
Zašto se zove ooblek?
Naziv je popularizovan prema izmišljenoj lepljivoj supstanci iz knjige Dr Seusa.
Da li je živi pesak isti?
Ne potpuno. Obe pojave uključuju čestice i tečnost, ali sastav i mehanizmi promene otpora nisu isti.
Zaključak
Ooblek izgleda kao materijal iz naučne fantastike, ali njegovo čudno ponašanje nastaje iz kolektivnog kretanja i zaglavljivanja običnih čestica skroba.
Za dalje učenje pogledajte formule iz fizike i rešene zadatke na sajtu Fizičarenje.