小学生科学实验小视频(小学生科学实验小视频非牛顿流体)

 

有一种流体叫做非牛顿流体，现在非常出镜，经常在电视台的科学实验里露面。

非牛顿流体是指流体的粘度会随外界的扰动而改变的流体。通常在压力、剪切力突然增加的情况下，流体的粘度也会突然增加。

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也就是说，非牛顿流体突然受到重击，表现的有点像固体。

这种流体，不能用流体力学里面的伯努利方程等通常的能量方程来描述。

一般在实验中演示的非牛顿流体，都是用玉米淀粉和水混合而制成的白乎乎的浆体。

通常会感觉非牛顿流体这种东西很好玩。用力敲它，它就会像石头那样坚硬反弹，所以在非牛顿流体上人可以快速走过，就像走在一块木板上。

但是如果站在上面不动，人就会慢慢的陷下去。中央电视台的节目主持人萨贝宁曾经主持过一个科学栏目，挑战非牛顿流体。结果他站在上面就陷下去，脚都拔不出来。当然这只是在做实验，所以感觉不到非牛顿流体的威力。

在大自然中，也有很多非牛顿流体，它们静止的时候人畜无害，一旦运动起来就非常致命。

泥石流就是一种非牛顿流体。

产生泥石流需要特定的条件。通常是高风化、松软的土质（碎石）山坡，在暴雨中土壤的孔隙被水分所填满，土壤失去了粘结性。表层土壤首先成为一种松软的软流体，在重力的作用下开始滑动，在这个滑动的过程中带动了周围更多的土壤液化滑动，最后汇聚成了强大的泥石流。

近期，由于河南省降下了特大暴雨，在农村很多地方引发了泥石流。

泥石流是由松散的泥土、沙子、岩石、水组成，在重力的影响下沿着斜坡向下滑动。

泥石流里面至少有50%的材料是固体材料，所以它的密度比洪水要高得多，看起来也比洪水要粘稠，那么它是不是移动的速度比洪水要慢呢？实际上这是一个误解。

大部分情况下泥石流可能移动的比洪水要慢，这取决于它下滑的坡度。

但是如果坡度很陡峭，泥石流的运动速度会超过洪水。

水流受流体力学的法则制约，流速过快，会产生水跃等水利不稳定区域，这会大量的消耗水的能量，就会让水的速度减缓。

但是，非牛顿流体不受水力学法则制约。在陡峭的斜坡区域，泥石流的移动速度可以超过160公里每小时。

由于泥石流的密度比水要大一倍，在相同流动速度的情况下，动能也比水要多一倍。加上非牛顿流体遇强则强的特性，所以泥石流具有极其强大的毁伤能力。

泥石流撞击到房子的墙壁上，就像推土机一样，会把整个房子就推倒。

7月20号，荥阳市崔庙镇王宗店村，有很多栋民居被泥石流冲走。其中被冲走的一栋民居里面还有7个人，2个老人、3个小孩、2个年轻人，现在下落不明。

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根据相关的统计资料，全世界范围内泥石流造成的伤亡人数是山体滑坡的10倍，造成的财产损失是山体滑坡的5倍。

有记录以来，伤亡人数最多，损失最惨重的泥石流发生在中国。

甘肃省甘南藏族自治州2010年8月7日晚上10点，舟曲县突降大暴雨，40分钟雨量高达90毫米，引发特大泥石流灾害。

超过700万立方米饱和含水泥沙裹挟着巨石，组成一个长5公里、宽300米、厚5米的非牛顿流体，所到之处，一切都被夷为平地，超过1800人遇难。

泥石流是天然的非牛顿流体，但是在我们日常生活中，接触的更多的是人工的非牛顿流体。比如说像蜂蜜、糖蜜都是非牛顿流体。

糖蜜就是甘蔗压榨制造蔗糖以后，剩下的一种粘稠的液体。由于混入了甘蔗皮上的色素，所以整个液体成为深棕色。

糖蜜含有部分蔗糖，通常用来做食品、酿酒的原料。在18世纪到20世纪初，糖蜜最大量的用途是经过发酵蒸馏以后，制造一种烈性酒~朗姆酒。

糖蜜廉价而且容易获得，所以郎姆酒的价格也很便宜，消费这种酒的大部分都是底层的体力劳动者，水手、港口和码头的装卸工人。

因此，港口、码头也是常常是糖蜜的集散地。

在第1次世界大战期间，由于制造炸药需要用乙醇，对糖蜜的需求量大大增加。美国酒精公司就在北波士顿商业街529号，建造了一个巨大的糖蜜储存罐。

这个位置距离码头只有90米，所以装卸非常方便。糖蜜储存罐高15米，直径27米，用弯曲的钢板铆接在一起，底座是一个水泥墩子。

1919年1月15日，北波士顿商业街529号的糖蜜储存罐突然破裂，大约7000吨糖蜜喷涌而出，淹没了整个商业街。

很多人被困在齐腰深的糖蜜中动弹不得，越挣扎，陷得越深。

一共有21人遇难，全部都是窒息而亡。遇难者的遗体包裹着厚厚的糖蜜，像裹在琥珀里的昆虫。

糖蜜流虽然不是泥石流，但是对建筑物的破坏效果和泥石流是一样的。

这种黏糊糊的非牛顿流体，摧毁了高架铁路的钢梁，将一整列火车冲出轨道，把建筑物从地基上掀翻，并且推倒电线杆。

灾难过后，工人们使用凿子、锯子切割硬化的糖蜜，清理工作最终花费了大约 87,000 个工时。

直到夏天，用来冲洗街道的海水都是棕色的。救援人员、当地的居民和游客把糖蜜的残留物带到了城市的每一个地方，公用电话、车站的月台、有轨电车的座椅全部都粘了糖蜜，整个波士顿都有一股糖蜜的味道。

现在事发地点已经变成了一个小公园。据说，在夏天的时候，在这里仍然能够闻到空气中充满了糖蜜的甜腻味。

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