物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽題目之蜂蜜線(xiàn)圈

1、蜂蜜線(xiàn)圈蜂蜜線(xiàn)圈組號(hào)：組號(hào)：20號(hào)作者：張爍作者：張爍一.相關(guān)問(wèn)題研究相關(guān)問(wèn)題研究一種細(xì)的，向下流動(dòng)的粘稠液體，如蜂蜜，往往會(huì)形成圓形線(xiàn)圈。研究和解釋這一現(xiàn)象。二.現(xiàn)象的原理現(xiàn)象的原理蜂蜜具有非牛頓流體特性三.相關(guān)知識(shí)相關(guān)知識(shí)非牛頓流體，是指不滿(mǎn)足牛頓黏性實(shí)驗(yàn)定律的流體，即其剪應(yīng)力與剪切應(yīng)變率之間不是線(xiàn)性關(guān)系的流體。非牛頓流體廣泛存在于生活、生產(chǎn)和大自然之中。1，基本定義按照流體力學(xué)的觀(guān)點(diǎn)，流體可分為理想流體和實(shí)際流體兩大類(lèi)。理想流體在

2、流動(dòng)時(shí)無(wú)阻力，故稱(chēng)為非粘性流體。實(shí)際流體流動(dòng)時(shí)有阻力即內(nèi)摩擦力（或稱(chēng)剪切力），故又稱(chēng)為粘性流體。根后來(lái)人們?cè)谶M(jìn)一步的研究中知道，牛頓粘性實(shí)驗(yàn)定律(以及在此基礎(chǔ)上建立的納－斯方程)對(duì)于描述像水和空氣這樣低分子量的流體是適合的，而對(duì)描述具有高分子量的流體就不合適了，那時(shí)剪應(yīng)力與剪切應(yīng)變率之間已不再滿(mǎn)足線(xiàn)性關(guān)系。為區(qū)別起見(jiàn)，人們將剪應(yīng)力與剪切應(yīng)變率之間滿(mǎn)足線(xiàn)性關(guān)系的流體稱(chēng)為牛頓流體，而把不滿(mǎn)足線(xiàn)性關(guān)系的流體稱(chēng)為非牛頓流體。早在人類(lèi)出現(xiàn)之前，非

3、牛頓流體就已存在，因?yàn)榻^大多數(shù)生物流體都屬于現(xiàn)在所定義的非牛頓流體[1]。人身上的血液、淋巴液、囊液等多種體液以及像細(xì)胞質(zhì)那樣的“半流體”都屬于非牛頓流體。現(xiàn)在去醫(yī)院作血液測(cè)試的項(xiàng)目之一，已不再說(shuō)是“血粘度檢查”，而是“血液流變學(xué)檢查”(簡(jiǎn)稱(chēng)血流變)，這就是因?yàn)閷?duì)血液而言，剪應(yīng)力與剪切應(yīng)變率之間不再是線(xiàn)性關(guān)系，已無(wú)法只給出一個(gè)斜率(即粘度)來(lái)說(shuō)明血液的力學(xué)特性。3分類(lèi)非牛頓流體可以分為三類(lèi)，即非時(shí)變性非牛頓流體、時(shí)變性非牛頓流體、粘彈性