Όταν ο νόμος του Χουκ δεν είναι πια αρκετός...

Σύμφωνα με το νόμο του Χουκ, γνωστό από τα σχολικά εγχειρίδια, η επιμήκυνση ενός σώματος πρέπει να είναι ευθέως ανάλογη με την ασκούμενη πίεση. Ωστόσο, πολλά υλικά που έχουν μεγάλη σημασία στη σύγχρονη τεχνολογία και την καθημερινή ζωή πληρούν κατά προσέγγιση αυτόν τον νόμο ή συμπεριφέρονται εντελώς διαφορετικά. Οι φυσικοί και οι μηχανικοί λένε ότι τέτοια υλικά έχουν ρεολογικές ιδιότητες. Η μελέτη αυτών των ιδιοτήτων θα αποτελέσει αντικείμενο μερικών ενδιαφερόντων πειραμάτων.

Η ρεολογία είναι η μελέτη των ιδιοτήτων των υλικών των οποίων η συμπεριφορά υπερβαίνει τη θεωρία της ελαστικότητας με βάση τον προαναφερθέντα νόμο του Hooke. Αυτή η συμπεριφορά συνδέεται με πολλά ενδιαφέροντα φαινόμενα. Αυτά περιλαμβάνουν, ειδικότερα: καθυστέρηση στην επιστροφή του υλικού στην αρχική του κατάσταση μετά από μείωση της τάσης, δηλαδή ελαστική υστέρηση. αύξηση της επιμήκυνσης του σώματος υπό συνεχή πίεση, που αλλιώς ονομάζεται ροή. ή πολλαπλή αύξηση της αντοχής σε παραμόρφωση και σκληρότητα ενός αρχικά πλαστικού σώματος, μέχρι την εμφάνιση ιδιοτήτων χαρακτηριστικών εύθραυστων υλικών.

Τεμπέλης κυβερνήτης

Το ένα άκρο ενός πλαστικού χάρακα μήκους 30 cm ή περισσότερο στερεώνεται στις σιαγόνες της μέγγενης έτσι ώστε ο χάρακας να τοποθετείται κάθετα (Εικ. 1). Εκτρέπουμε το πάνω άκρο του χάρακα από την κάθετη λίγα μόλις χιλιοστά και το απελευθερώνουμε. Σημειώστε ότι το ελεύθερο τμήμα του χάρακα ταλαντώνεται αρκετές φορές γύρω από την κατακόρυφη θέση ισορροπίας και επιστρέφει στην αρχική του κατάσταση (Εικ. 1α). Οι παρατηρούμενες ταλαντώσεις είναι αρμονικές, αφού σε μικρές παραμορφώσεις το μέγεθος της ελαστικής δύναμης που ενεργεί ως καθοδηγητική δύναμη είναι ευθέως ανάλογο με την απόκλιση του άκρου του χάρακα. Αυτή η συμπεριφορά του χάρακα περιγράφεται από τη θεωρία της ελαστικότητας. 

Ρύζι. 1. Μελέτη ελαστικής υστέρησης με χρήση χάρακα

1 – ασθενοφόρο,

2 - σιαγόνες μέγγενης, Α - απόκλιση του άκρου του χάρακα από την κατακόρυφο

Στο δεύτερο μέρος του πειράματος, εκτρέπουμε το πάνω άκρο του χάρακα μερικά εκατοστά, τον απελευθερώνουμε και παρατηρούμε τη συμπεριφορά του (Εικ. 1β). Τώρα αυτό το άκρο επιστρέφει αργά στη θέση ισορροπίας του. Αυτό οφείλεται στην υπέρβαση του ορίου ελαστικότητας του υλικού χάρακα. Το φαινόμενο που αναφέρεται ονομάζεται ελαστική υστέρηση. Συνίσταται στην αργή επιστροφή ενός παραμορφωμένου σώματος στην αρχική του κατάσταση. Εάν επαναλάβουμε αυτό το τελευταίο πείραμα, γέρνοντας ακόμη περισσότερο το πάνω άκρο του χάρακα, θα διαπιστώσουμε ότι η επιστροφή του θα είναι επίσης πιο αργή και μπορεί να διαρκέσει αρκετά λεπτά. Επιπλέον, ο χάρακας δεν θα επιστρέψει ακριβώς στην κατακόρυφη θέση του και θα παραμείνει μόνιμα λυγισμένος. Τα αποτελέσματα που περιγράφονται στο δεύτερο μέρος του πειράματος είναι μόνο ένα από αυτά ερευνητικά θέματα ρεολογίας.

Πουλί ή αράχνη που επιστρέφει

Για το επόμενο πείραμα θα χρησιμοποιήσουμε ένα παιχνίδι που είναι φθηνό και εύκολο στην αγορά (μερικές φορές διατίθεται ακόμη και σε περίπτερα). Αποτελείται από ένα επίπεδο ειδώλιο με τη μορφή πουλιού ή άλλου ζώου, όπως μια αράχνη, που συνδέεται με ένα μακρύ λουρί σε μια λαβή σε σχήμα δακτυλίου (Εικ. 2α). Ολόκληρο το παιχνίδι είναι κατασκευασμένο από ελαστικό, ελαφρώς κολλώδες υλικό που μοιάζει με καουτσούκ. Η ταινία μπορεί να τεντωθεί πολύ εύκολα, αυξάνοντας το μήκος της αρκετές φορές χωρίς να την σκίσετε. Πραγματοποιούμε ένα πείραμα κοντά σε μια λεία επιφάνεια, όπως γυαλί καθρέφτη ή τοίχο επίπλων. Κρατάμε τη λαβή με τα δάχτυλα του ενός χεριού και κάνουμε μια κούνια, ρίχνοντας έτσι το παιχνίδι σε μια λεία επιφάνεια. Θα παρατηρήσετε ότι η φιγούρα κολλάει στην επιφάνεια και η ταινία παραμένει τεντωμένη. Συνεχίζουμε να κρατάμε τη λαβή με τα δάχτυλά μας για αρκετές δεκάδες δευτερόλεπτα ή και περισσότερο.

Ρύζι. 2. Ένα εντυπωσιακό παράδειγμα ελαστικής υστέρησης, που παρουσιάζεται χρησιμοποιώντας σταυρό επιστροφής

1 - ειδώλιο αράχνης, 2 - λάστιχο,

3 - λαβή, 4 - παλάμη, 5 - επιφάνεια

Μετά από κάποιο χρονικό διάστημα, παρατηρούμε ότι η φιγούρα θα ξεκολλήσει απότομα από την επιφάνεια και, τραβηγμένη με ταινία συρρίκνωσης, θα επιστρέψει γρήγορα στο χέρι μας. Σε αυτή την περίπτωση, όπως και στο προηγούμενο πείραμα, εμφανίζεται επίσης μια αργή μείωση της τάσης, δηλαδή ελαστική υστέρηση. Οι ελαστικές δυνάμεις της τεντωμένης ταινίας ξεπερνούν τις δυνάμεις πρόσφυσης του σχεδίου στην επιφάνεια, οι οποίες εξασθενούν με την πάροδο του χρόνου. Ως αποτέλεσμα, το κομμάτι επιστρέφει στο χέρι. Το υλικό του παιχνιδιού που χρησιμοποιήθηκε σε αυτό το πείραμα ονομάζεται από τους ρεολόγους ιξωδοελαστικό. Αυτό το όνομα δικαιολογείται από το γεγονός ότι παρουσιάζει τόσο κολλώδεις ιδιότητες - όταν κολλάει σε λεία επιφάνεια, όσο και ελαστικές ιδιότητες - λόγω των οποίων ξεκολλάει από αυτή την επιφάνεια και επιστρέφει στην αρχική του κατάσταση.

Κατερχόμενος Άνθρωπος

Φωτογραφία 1. Ένα ειδώλιο που κατεβαίνει σε κάθετο τοίχο είναι επίσης ένα εξαιρετικό παράδειγμα ελαστικής υστέρησης.

Αυτό το πείραμα θα χρησιμοποιήσει επίσης ένα εύκολα διαθέσιμο παιχνίδι ιξωδοελαστικού υλικού (Φωτογραφία 1). Είναι φτιαγμένο με τη μορφή ενός ειδώλου ενός άνδρα ή μιας αράχνης. Πετάμε αυτό το παιχνίδι με τα άκρα του σε έκταση και το κεφάλι του γυρισμένο προς τα πάνω σε μια επίπεδη κάθετη επιφάνεια, κατά προτίμηση σε ένα γυαλί, καθρέφτη ή τοίχο επίπλων. Ένα πεταμένο αντικείμενο κολλάει σε αυτή την επιφάνεια. Μετά από κάποιο χρονικό διάστημα, η διάρκεια του οποίου εξαρτάται, μεταξύ άλλων, από την τραχύτητα της επιφάνειας και την ταχύτητα ρίψης, το πάνω μέρος του παιχνιδιού ξεκολλάει. Αυτό προκύπτει ως αποτέλεσμα των όσων συζητήθηκαν προηγουμένως. ελαστική υστέρηση και η δράση του βάρους του σχήματος, που αντικαθιστά την ελαστική δύναμη της ζώνης που υπήρχε στο προηγούμενο πείραμα.

Υπό την επίδραση του βάρους, το διαχωρισμένο τμήμα του παιχνιδιού κάμπτεται προς τα κάτω και ξεκολλάει περισσότερο μέχρι να αγγίξει ξανά την κατακόρυφη επιφάνεια. Μετά από αυτό το άγγιγμα ξεκινά η επόμενη κόλληση της φιγούρας στην επιφάνεια. Ως αποτέλεσμα, η φιγούρα θα κολληθεί ξανά μεταξύ τους, αλλά σε θέση με το κεφάλι προς τα κάτω. Οι διαδικασίες που περιγράφονται παρακάτω επαναλαμβάνονται, με τις φιγούρες να σκίζουν εναλλάξ τα πόδια και μετά το κεφάλι. Το αποτέλεσμα είναι ότι η φιγούρα κατεβαίνει κατά μήκος μιας κάθετης επιφάνειας, εκτελώντας θεαματικές ανατροπές.

Ρεκτική πλαστελίνη

Ρύζι. 3. Δοκιμή ρευστότητας πλαστελίνης

α) αρχική κατάσταση, β) τελική κατάσταση.

1 - παλάμη, 2 - πάνω μέρος πλαστελίνης,

3 - δείκτης, 4 - στένωση, 5 - σκισμένο κομμάτι πλαστελίνης

Σε αυτό και σε αρκετά επόμενα πειράματα θα χρησιμοποιήσουμε πηλό που διατίθεται στα καταστήματα παιχνιδιών, γνωστό ως «μαγικός πηλός» ή «τρικολίνη». Ζυμώνουμε ένα κομμάτι πλαστελίνης σε σχήμα παρόμοιο με αλτήρα, μήκους περίπου 4 εκ. και με διάμετρο των παχύτερων τμημάτων εντός 1-2 εκ. και διάμετρο στενότητας περίπου 5 χιλιοστά (Εικ. 3α). Πιάνουμε το καλούπι με τα δάχτυλά μας από το πάνω άκρο του παχύτερου τμήματος και το κρατάμε ακίνητο ή το κρεμάμε κάθετα δίπλα στον τοποθετημένο μαρκαδόρο που δείχνει τη θέση του κάτω άκρου του παχύτερου μέρους.

Παρατηρώντας τη θέση του κάτω άκρου της πλαστελίνης, σημειώνουμε ότι κινείται αργά προς τα κάτω. Σε αυτή την περίπτωση, το μεσαίο τμήμα της πλαστελίνης συμπιέζεται. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται ροή ή ερπυσμός ενός υλικού και συνίσταται στην αύξηση της επιμήκυνσής του υπό την επίδραση συνεχούς τάσης. Στην περίπτωσή μας, αυτή η τάση προκαλείται από το βάρος του κάτω μέρους του αλτήρα από πλαστελίνη (Εικ. 3β). Από μικροσκοπική άποψη ρεύμα Αυτό είναι το αποτέλεσμα μιας αλλαγής στη δομή ενός υλικού που έχει υποστεί πίεση για αρκετό καιρό. Σε ένα σημείο, η αντοχή του στενωμένου τμήματος είναι τόσο χαμηλή που σπάει κάτω από το βάρος του κάτω μέρους της πλαστελίνης και μόνο. Ο ρυθμός ροής εξαρτάται από πολλούς παράγοντες, συμπεριλαμβανομένου του τύπου του υλικού και του μεγέθους και της μεθόδου εφαρμογής τάσης σε αυτό.

Η πλαστελίνη που χρησιμοποιούμε είναι εξαιρετικά ευαίσθητη στη ροή και μπορούμε να τη δούμε με γυμνό μάτι μετά από λίγες μόνο δεκάδες δευτερόλεπτα. Αξίζει να προστεθεί ότι ο μαγικός πηλός επινοήθηκε τυχαία στις ΗΠΑ, κατά τη διάρκεια του Β' Παγκοσμίου Πολέμου, όταν έγιναν προσπάθειες να παραχθεί ένα συνθετικό υλικό κατάλληλο για την παραγωγή ελαστικών για στρατιωτικό εξοπλισμό. Ως αποτέλεσμα ατελούς πολυμερισμού, ελήφθη ένα υλικό στο οποίο ένας ορισμένος αριθμός μορίων ήταν αδέσμευτοι και οι δεσμοί μεταξύ άλλων μορίων μπορούσαν εύκολα να αλλάξουν τη θέση τους υπό την επίδραση εξωτερικών παραγόντων. Αυτοί οι δεσμοί «αναπηδώντας» συμβάλλουν στις εκπληκτικές αναπηδητικές ιδιότητες του πηλού.

αδέσποτη μπάλα

Ρύζι. 4. Σετ για δοκιμή πλαστελίνης για εξάπλωση και χαλάρωση του στρες:

α) αρχική κατάσταση, β) τελική κατάσταση. 1 - χαλύβδινη μπάλα,

2 - διαφανές δοχείο, 3 - πλαστελίνη, 4 - βάση

Τώρα πιέστε τη μαγική πλαστελίνη σε ένα μικρό διαφανές δοχείο ανοιχτό στο επάνω μέρος, φροντίζοντας να μην υπάρχουν φυσαλίδες αέρα σε αυτό (Εικ. 4α). Το ύψος και η διάμετρος του σκάφους πρέπει να είναι αρκετά εκατοστά. Τοποθετούμε στο κέντρο της πάνω επιφάνειας της πλαστελίνης μια ατσάλινη μπάλα με διάμετρο περίπου 1,5 εκ. Αφήστε το σκεύος με την μπάλα μόνο του. Κάθε λίγες ώρες παρατηρούμε τη θέση της μπάλας. Σημειώστε ότι μπαίνει όλο και πιο βαθιά στην πλαστελίνη, η οποία με τη σειρά της μπαίνει στον χώρο πάνω από την επιφάνεια της μπάλας.

Μετά από αρκετά μεγάλο χρονικό διάστημα, που εξαρτάται από: το βάρος της μπάλας, τον τύπο της πλαστελίνης που χρησιμοποιείται, το μέγεθος της μπάλας και του τηγανιού, τη θερμοκρασία περιβάλλοντος, παρατηρούμε ότι η μπάλα φτάνει στον πάτο του ταψιού. Ο χώρος πάνω από την μπάλα θα γεμίσει πλήρως με πλαστελίνη (Εικ. 4β). Αυτό το πείραμα δείχνει ότι το υλικό ρέει και ανακούφιση από το άγχος.

Πηδώντας πλαστελίνη

Σχηματίστε μια μπάλα από μαγικό πηλό και ρίξτε την γρήγορα σε μια σκληρή επιφάνεια, όπως το πάτωμα ή τον τοίχο. Με έκπληξη παρατηρούμε ότι η πλαστελίνη αναπηδά από αυτές τις επιφάνειες σαν μια ελαστική μπάλα από καουτσούκ. Η μαγική πλαστελίνη είναι ένα σώμα που μπορεί να παρουσιάσει τόσο πλαστικές όσο και ελαστικές ιδιότητες. Εξαρτάται από το πόσο γρήγορα εφαρμόζεται το φορτίο σε αυτό.

Όταν η πίεση εφαρμόζεται αργά, όπως στην περίπτωση του ζυμώματος, παρουσιάζει πλαστικές ιδιότητες. Από την άλλη πλευρά, με την ταχεία εφαρμογή δύναμης, η οποία συμβαίνει κατά τη σύγκρουση με δάπεδο ή τοίχο, η πλαστελίνη παρουσιάζει ελαστικές ιδιότητες. Η μαγική πλαστελίνη μπορεί να ονομαστεί εν συντομία πλαστικό-ελαστικό σώμα.

Εφελκυστική πλαστελίνη

Φωτογραφία 2. Η επίδραση του αργού τεντώματος της μαγικής πλαστελίνης (το μήκος της τεντωμένης ίνας είναι περίπου 60 cm)

Αυτή τη φορά, σχηματίστε έναν μαγικό κύλινδρο πλαστελίνης με διάμετρο περίπου 1 cm και μήκος αρκετά εκατοστά. Πιάστε και τις δύο άκρες με το δεξί και το αριστερό δάχτυλο και τοποθετήστε τον κύλινδρο οριζόντια. Στη συνέχεια απλώνουμε αργά τα χέρια μας στα πλάγια σε μια ευθεία γραμμή, προκαλώντας έτσι το τέντωμα του κυλίνδρου προς την αξονική κατεύθυνση. Νιώθουμε ότι ο πηλός δεν προσφέρει σχεδόν καμία αντίσταση και παρατηρούμε ότι λεπταίνει στη μέση.

Το μήκος του κυλίνδρου πλαστελίνης μπορεί να αυξηθεί σε αρκετές δεκάδες εκατοστά μέχρι να σχηματιστεί ένα λεπτό νήμα στο κεντρικό του τμήμα, το οποίο θα σπάσει με την πάροδο του χρόνου (φωτογραφία 2). Αυτό το πείραμα δείχνει ότι ασκώντας αργά πίεση σε ένα πλαστικό-ελαστικό σώμα, είναι δυνατό να προκληθεί μια πολύ μεγάλη παραμόρφωση χωρίς να το καταστρέψει.

Σκληρή πλαστελίνη

Ετοιμάζουμε τον μαγικό κύλινδρο πλαστελίνης με τον ίδιο τρόπο όπως στο προηγούμενο πείραμα και τυλίγουμε τα δάχτυλά μας γύρω από τις άκρες του με τον ίδιο τρόπο. Έχοντας συγκεντρώσει την προσοχή μας, απλώνουμε τα χέρια μας στα πλάγια όσο το δυνατόν γρηγορότερα, θέλοντας να τεντώσουμε απότομα τον κύλινδρο. Αποδεικνύεται ότι σε αυτή την περίπτωση αισθανόμαστε μια πολύ υψηλή αντίσταση της πλαστελίνης και ο κύλινδρος, παραδόξως, δεν επιμηκύνεται καθόλου, αλλά σπάει στο μισό του μήκους του, σαν να κόβεται με ένα μαχαίρι (φωτογραφία 3). Αυτό το πείραμα δείχνει επίσης ότι η φύση της παραμόρφωσης ενός πλαστικού-ελαστικού σώματος εξαρτάται από το ρυθμό εφαρμογής της τάσης.

Η πλαστελίνη είναι τόσο εύθραυστη όσο το γυαλί

Φωτογραφία 3. Το αποτέλεσμα του γρήγορου τεντώματος της μαγικής πλαστελίνης - μπορείτε να δείτε πολλές φορές λιγότερη επιμήκυνση και μια αιχμηρή άκρη, που μοιάζει με μια ρωγμή σε ένα εύθραυστο υλικό

Αυτό το πείραμα δείχνει ακόμη πιο ξεκάθαρα πώς ο ρυθμός τάσης επηρεάζει τις ιδιότητες ενός πλαστικού-ελαστικού σώματος. Σχηματίστε τον μαγικό πηλό σε μια μπάλα διαμέτρου περίπου 1,5 cm και τοποθετήστε τον σε μια συμπαγή στερεή βάση, όπως μια βαριά ατσάλινη πλάκα, αμόνι ή τσιμεντένιο πάτωμα. Χτυπήστε αργά την μπάλα με ένα σφυρί βάρους τουλάχιστον 0,5 kg (Εικ. 5α). Αποδεικνύεται ότι σε αυτή την κατάσταση η μπάλα συμπεριφέρεται σαν πλαστικό σώμα και ισοπεδώνεται αφού πέσει πάνω της ένα σφυρί (Εικ. 5β).

Πλάθουμε ξανά την πεπλατυσμένη πλαστελίνη σε μπάλα και την τοποθετούμε στο πιάτο όπως πριν. Ξαναχτυπάμε την μπάλα με το σφυρί, αλλά αυτή τη φορά προσπαθούμε να το κάνουμε όσο πιο γρήγορα γίνεται (Εικ. 5γ). Αποδεικνύεται ότι η μπάλα πλαστελίνης σε αυτή την περίπτωση συμπεριφέρεται σαν να ήταν φτιαγμένη από εύθραυστο υλικό, όπως γυαλί ή πορσελάνη, και κατά την πρόσκρουση σκορπίζεται σε κομμάτια προς όλες τις κατευθύνσεις (Εικ. 5δ).

Θερμική μηχανή σε φαρμακευτικές ελαστικές ταινίες

Η πίεση στα ρεολογικά υλικά μπορεί να μειωθεί αυξάνοντας τη θερμοκρασία τους. Θα χρησιμοποιήσουμε αυτό το εφέ σε έναν θερμικό κινητήρα με εκπληκτική αρχή λειτουργίας. Για να το συναρμολογήσετε θα χρειαστείτε: ένα τσίγκινο βιδωτό καπάκι από ένα βάζο, μια ντουζίνα κοντά λαστιχάκια, μια μεγάλη βελόνα, ένα ορθογώνιο κομμάτι λεπτής λαμαρίνας και μια λάμπα με πολύ ζεστό λαμπτήρα. Η σχεδίαση του κινητήρα φαίνεται στο Σχ. 6. Για να το συναρμολογήσετε, κόψτε το μεσαίο τμήμα του καλύμματος έτσι ώστε να έχετε έναν δακτύλιο.

Ρύζι. 5. Μια μέθοδος για την επίδειξη της πλαστελίνης και των εύθραυστων ιδιοτήτων της πλαστελίνης

α) αργά χτυπήματα στην μπάλα, β) αργά χτυπήματα,

γ) ένα γρήγορο χτύπημα στην μπάλα, δ) το αποτέλεσμα ενός γρήγορου χτυπήματος.

1 - μπάλα πλαστελίνης, 2 - συμπαγής και ογκώδης πλάκα, 3 - σφυρί,

v - ταχύτητα σφυριού

Στο κέντρο αυτού του δαχτυλιδιού τοποθετούμε μια βελόνα, που είναι ο άξονας, και βάζουμε ελαστικές ταινίες έτσι ώστε στη μέση του μήκους τους να ακουμπούν στο δαχτυλίδι και να τεντώνονται σφιχτά. Τα λάστιχα θα πρέπει να τοποθετούνται συμμετρικά στο δαχτυλίδι, δημιουργώντας έτσι έναν τροχό με ακτίνες που σχηματίζονται από λάστιχα. Λυγίστε ένα κομμάτι λαμαρίνας σε σχήμα βραχίονα με εκτεταμένους βραχίονες, επιτρέποντάς σας να τοποθετήσετε ανάμεσά τους τον κύκλο που έχετε κάνει προηγουμένως και να καλύψετε τη μισή επιφάνεια του. Στη μία πλευρά του προβόλου, και στις δύο κάθετες άκρες του, κάνουμε μια εγκοπή που μας επιτρέπει να τοποθετήσουμε τον άξονα του τροχού σε αυτόν.

Τοποθετήστε τον άξονα του τροχού στην εγκοπή του στηρίγματος. Περιστρέφουμε τον τροχό με τα δάχτυλά μας και ελέγχουμε αν είναι ισορροπημένος, δηλ. σταματάει σε καμία θέση; Εάν δεν συμβαίνει αυτό, ισορροπήστε τον τροχό μετακινώντας ελαφρά στο σημείο όπου τα λάστιχα συναντούν τον δακτύλιο. Τοποθετήστε το στήριγμα στο τραπέζι και φωτίστε το μέρος του κύκλου που προεξέχει από τους βραχίονες του με μια ισχυρή λάμπα θέρμανσης. Αποδεικνύεται ότι μετά από κάποιο χρονικό διάστημα ο τροχός αρχίζει να περιστρέφεται.

Ο λόγος για αυτήν την κίνηση είναι η συνεχής αλλαγή στη θέση του κέντρου μάζας του τροχού ως αποτέλεσμα ενός φαινομένου που ονομάζεται ρεολογία χαλάρωση του θερμικού στρες.

Αυτή η χαλάρωση βασίζεται στο γεγονός ότι ένα εξαιρετικά καταπονημένο ελαστικό υλικό συστέλλεται όταν θερμαίνεται. Στον κινητήρα μας, αυτό το υλικό είναι λάστιχα στην πλευρά του τροχού που προεξέχουν από το στήριγμα του βραχίονα και θερμαίνονται από μια λάμπα. Ως αποτέλεσμα, το κέντρο μάζας του τροχού μετατοπίζεται προς την πλευρά που καλύπτεται από τους βραχίονες στήριξης. Ως αποτέλεσμα της περιστροφής του τροχού, τα θερμαινόμενα λάστιχα πέφτουν ανάμεσα στους βραχίονες του στηρίγματος και ψύχονται, αφού εκεί κρύβονται από τη λάμπα. Οι κρύες γόμες επιμηκύνουν ξανά. Η ακολουθία των περιγραφόμενων διαδικασιών εξασφαλίζει συνεχή περιστροφή του τροχού.

Όχι μόνο θεαματικά πειράματα

Ρύζι. 6. Σχεδιασμός θερμικής μηχανής από φαρμακευτικά λάστιχα

α) πλάγια όψη,

β) τομή κατά αξονικό επίπεδο. 1 - δαχτυλίδι, 2 - βελόνα, 3 - φαρμακευτική γόμα,

4 - βραχίονας, 5 - εγκοπή στο στήριγμα, 6 - λάμπα

Τώρα ρεολογία είναι ένα ταχέως αναπτυσσόμενο πεδίο ενδιαφέροντος τόσο για τους φυσικούς όσο και για τους επιστήμονες μηχανικούς. Τα ρεολογικά φαινόμενα μπορεί σε ορισμένες περιπτώσεις να έχουν δυσμενείς επιπτώσεις στο περιβάλλον στο οποίο συμβαίνουν και πρέπει να λαμβάνονται υπόψη, για παράδειγμα στον σχεδιασμό μεγάλων μεταλλικών κατασκευών που παραμορφώνονται με την πάροδο του χρόνου. Προκύπτουν ως αποτέλεσμα της εξάπλωσης του υλικού υπό την επίδραση των υπαρχόντων φορτίων και του ίδιου του βάρους.

Ακριβείς μετρήσεις του πάχους των φύλλων χαλκού που καλύπτουν απότομες στέγες και βιτρό σε ιστορικές εκκλησίες έδειξαν ότι αυτά τα στοιχεία είναι παχύτερα στο κάτω μέρος παρά στην κορυφή. Αυτό είναι το αποτέλεσμα ρεύματόσο ο χαλκός όσο και το γυαλί κάτω από το βάρος τους για αρκετές εκατοντάδες χρόνια. Τα ρεολογικά φαινόμενα χρησιμοποιούνται επίσης σε πολλές σύγχρονες και οικονομικές τεχνολογίες παραγωγής. Ένα παράδειγμα είναι η ανακύκλωση πλαστικών. Τα περισσότερα προϊόντα που κατασκευάζονται από αυτά τα υλικά κατασκευάζονται τώρα με εξώθηση, τέντωμα και χύτευση με εμφύσηση. Αυτό γίνεται μετά από θέρμανση του υλικού και άσκηση πίεσης σε αυτό με κατάλληλα επιλεγμένο ρυθμό. Έτσι, μεταξύ άλλων, φύλλα, ράβδοι, σωλήνες, ίνες, καθώς και παιχνίδια και μέρη μηχανών πολύπλοκων σχημάτων. Πολύ σημαντικά πλεονεκτήματα αυτών των μεθόδων είναι το χαμηλό κόστος και η χωρίς σκουπίδια.