Equipo [Fluido no newtoniano ¿Líquido o Solido?] Sara Higareda Gomez [Águila ]
Los fluidos no newtonianos son sustancias que no se comportan como los líquidos normales. Por ejemplo, el agua siempre fluye casi de la misma manera cuando la movemos. Pero los fluidos no newtonianos cambian su forma de comportarse dependiendo de la fuerza que les apliquemos. La idea de cómo deberían fluir los líquidos fue explicada por el científico Isaac Newton, y estos fluidos no siguen exactamente sus reglas, por eso se llaman así.
Un ejemplo muy divertido es la mezcla de maicena con agua, también conocida como oobleck. Si metes la mano despacio, parece un líquido normal, pero si la golpeas fuerte, se vuelve dura como una piedra. Esto pasa porque su viscosidad (qué tan espeso es) cambia cuando aplicamos fuerza.
En la vida diaria encontramos muchos ejemplos. El ketchup se vuelve más líquido cuando agitamos la botella. La pintura se hace más fácil de esparcir cuando usamos una brocha o rodillo. Incluso la sangre es un fluido no newtoniano, porque cambia la forma en que fluye dentro de nuestro cuerpo.
En resumen, los fluidos no newtonianos están presentes en muchas cosas que usamos todos los días y ayudan a que funcionen mejor.
Palabras clave: Fluido, viscosidad, fuerza, liquido, solido
Non-Newtonian fluids are substances that don’t behave like normal liquids. For example, water always flows in almost the same way when we move it. But non-Newtonian fluids change their behavior depending on the force applied to them. The idea of how liquids should flow was explained by the scientist Isaac Newton, and these fluids don’t exactly follow his rules, hence their name.
A fun example is a mixture of cornstarch and water, also known as oobleck. If you gently put your hand in, it feels like a normal liquid, but if you hit it hard, it becomes as hard as a rock. This happens because its viscosity (how thick it is) changes when we apply force. We find many examples in everyday life. Ketchup becomes more liquid when we shake the bottle. Paint becomes easier to spread when we use a brush or roller. Even blood is a non-Newtonian fluid because it changes the way it flows within our bodies. They are also very important in industry. They are used to manufacture protective vests that harden upon impact. They also help create creams, gels, and cosmetics that need to be smooth upon application. LIn the food industry, they help products like yogurt and sauces achieve the perfect texture.
In short, non-Newtonian fluids are present in many things we use every day and help them function better.
Key words: Fluid, viscosity, force, liquid, solid
Ipan inin tlamanilistli, mochihuaz se tlamachtilli tlen amo newtoniano atlacualoyan, campa tlatepanitaliz tlen inin tlenijca huan inin tlen tlaixmatkayotl. Nojquiya mochihuaz in tlanemiltilistli de se tlen yejvah. Tlamelajtziltisej in ipanoyeliztli tlen inin atlacualoyan ipan in tlainnestilistli huan in tlapatlaca ipan in tonemilis tlen mojmostla.
En física, un fluido es cualquier sustancia que puede fluir, como los líquidos y los gases. La mayoría de los fluidos como el agua o el aire, se comportan de acuerdo a la ley de la viscosidad de Isaac Newton, la cual nos dice que la viscosidad, entendida como la resistencia al flujo, es constante cuando cambia la fuerza aplicada, este tipo de fluidos son llamados Newtonianos.
Para entender un poco más acerca de este tema, revisemos lo que nos dice la ley de Blaise Pascal, un científico y matemático muy importante, quien nos dice que: “Cuando aprietas un líquido dentro de un recipiente cerrado, la presión se reparte por todo el líquido por igual.
Sin embargo, en la vida cotidiana y en la industria existen sustancias cuyo comportamiento no sigue la ley de la viscosidad de Newton, y la ley de Pascal la cumple bajo ciertas condiciones.
Un fluido no newtoniano es una sustancia que se comporta como
líquido y sólido a la vez. Si se toca suavemente fluye como líquido pero si lo golpeas se vuelve duro como sólido.
Basándose en esta información, surgen preguntas acerca de estos fluidos, ¿Porque no cumplen con la ley de la viscosidad de Newton? ¿La ciencia habrá inventado artículos basados en estos principios?
El estudio de los fluidos no newtonianos es importante porque permite comprender que no todos los líquidos se comportan de la misma manera cuando se les aplica una fuerza. A diferencia de los fluidos descritos por Isaac Newton, que mantienen una viscosidad constante, los fluidos no newtonianos cambian su consistencia dependiendo de la presión o el movimiento que se ejerza sobre ellos.
Este proyecto me llamó la atención ya que me gustaría observar a través de la experimentación este fenómeno físico, que es muy sencillo de llevar a cabo y con materiales muy comunes.
En la vida cotidiana utilizamos diversas sustancias que consideramos líquidos, como el agua, el aceite o la miel. Sin embargo, no todos los líquidos se comportan de la misma manera cuando se les aplica una fuerza. Mientras que el agua fluye de forma constante, existen otras sustancias que pueden volverse más sólidas o más líquidas dependiendo de la presión o fuerza que se les aplique.
A este tipo de sustancias se les conoce como fluidos no newtonianos, concepto basado en las leyes del movimiento propuestas por Isaac Newton, quien describió el comportamiento de los fluidos “normales” o newtonianos.
El problema surge cuando se busca comprender por qué algunos materiales cambian su viscosidad al aplicarles fuerza, como ocurre con la mezcla de agua y maicena (oobleck), y cómo este comportamiento puede aplicarse en la vida real, por ejemplo, en la fabricación de materiales de protección, productos industriales o tecnologías innovadoras.
Pregunta de investigación:
¿Cómo cambia el comportamiento de un fluido no newtoniano cuando se le aplica diferentes niveles de fuerza o presión?
Si se aplica mayor fuerza o presión a un fluido no newtoniano, entonces su viscosidad aumentará y se comportará como un sólido; pero si la fuerza es leve o no se aplica presión, se comportará como un líquido
Analizar el comportamiento de un fluido no newtoniano al aplicarle diferentes niveles de fuerza, para comprender cómo cambia su viscosidad y explicar este fenómeno físico.
Los fluidos no newtonianos son sustancias cuya viscosidad (espesor o resistencia a fluir) cambia cuando se les aplica una fuerza o presión.
A diferencia de los fluidos descritos por Isaac Newton, que mantienen una viscosidad constante (como el agua o el aceite), los fluidos no newtonianos pueden:
En pocas palabras, no se comportan siempre igual, su consistencia depende de la fuerza aplicada.
El comportamiento “normal” de los fluidos fue descrito en el siglo XVII por Isaac Newton.
Sin embargo, a finales del siglo XIX y principios del siglo XX, los científicos comenzaron a estudiar sustancias que no seguían las leyes de Newton.
El término “fluido no newtoniano” empezó a utilizarse formalmente en el siglo XX, cuando se desarrolló la reología (la ciencia que estudia la deformación y el flujo de la materia).
Dato curioso:
Muchos fluidos no newtonianos están presentes en la vida diaria:
De acuerdo a la investigación que se realizó quise llevar a cabo un experimento para comprobar que los fluidos no newtonianos pueden cambiar su consistencia de acuerdo a la fuerza establecida, así que busqué en diversas fuentes la manera más sencilla de llevar este experimento y encontré la siguiente.
Crearemos un fluido no newtoniano llamado Oobleck
Matsencillo eriales:
Procedimiento:
Los resultados demostraron que la mezcla de agua y maicena cambia su viscosidad dependiendo de la fuerza aplicada, comportándose como un sólido cuando recibe presión intensa y como un líquido cuando la fuerza es suave o inexistente.
Esto confirma que la sustancia preparada es un fluido no newtoniano del tipo dilatante.
Los fluidos no newtonianos han sido de suma importancia para la industria en muchos sectores como la alimentaria, cosmética y protección personal. Los artículos que se han creado, han hecho la vida humana más fácil y segura.
En la industria alimentaria, se puede observar la creación de estos fluidos como en la catsup, algo con lo que día con día tenemos contacto y es muy práctico.
Pero también han resultado muy útiles en el ámbito del entretenimiento, la creación del slime o de la arena cinética, han resultado un éxito con la audiencia infantil, pues es fuente de entretenimiento sano, y la mayoría de los niños ha jugado en algún momento con alguno de estos fluidos.
Hernández S., Alarcon P., Vaquero A., Collado S., (2019). Fluido no newtoniano. Ingenia Materiales Revista Anual. 1 (2019). 29-32.
Votatera. (2024, 10 octubre). Fluidos no newtonianos | Propiedades, usos y comportamiento. Modern Physics Insights: Discover, Understand, Innovate. https://modern-physics.org/fluidos-no-newtonianos-propiedades-usos-y-comportamiento/
¿Qué es un fluido no newtoniano? (s. f.). https://es.scienceaq.com/Physics/1003343163.html
