LÍQUIDOS QUE NÃO SE ENCAIXAM EM SEUS LUGARES

   Se você possui o costume de navegar pelas redes sociais, com toda certeza já deve ter se deparado com um experimento como o do GIF abaixo e ficado com vontade de realiza-lo em sua casa. Por se tratar de uma experiência fácil de encontrar os ingredientes (água e amido de milho, no caso da imagem usou-se também de pigmentos para coloração) e com um resultado incrível, ela se tornou bem popular. Mas Oxe, qual é a física por trás dessa estranha mistura?

(GIF via Manual do Mundo/YouTube)

 

   
   Essa diferente mistura já fez até mesmo parte um programa televisivo, onde os participantes deveriam correr sobre a superfície da piscina cheia com esse fluído e aquele que conseguisse permanecer por mais tempo sem afundar, ganhava o prêmio. 

   Porém, você deve estar se perguntando, como algo pode ter uma consistência sólida a ponto de conseguirmos andar nele e ao mesmo tempo liquida? 
  Esse fenômeno leva o nome de “Fluido não-newtoniano”, ele possui características diferentes dos conceitos clássicos de líquido (estudados por Newton) e sólido (sólido de Hooke). Simplificaremos a explicação para cada um dos caso:

•     Líquido de Newton

   Me seu livro “Principia” (1687), Isaac Newton, descreveu como um fluido aquela substância onde a sua viscosidade (resistência ao escoamento) ou atrito interno são constantes independentemente do cisalhamento (aplicação de diferentes forças no material) e invariáveis com o tempo. Apesar de não existir um fluído 100% perfeitamente newtoniano, os mais comuns são estudados como tal.

•  Sólido de Hooke

   Hooke estudou as leis físicas relacionadas a elasticidade dos corpos, onde a força aplicada no material resulta em uma deformação instantânea, essa deformação a qual damos o nome de elasticidade do elemento estudado.

   Contudo, quando no século 19 Wihelm Weber observou as propriedades dos fios de seda, percebeu que eles não atendiam as medidas mencionadas anteriormente, ele percebeu que mesmo se tratando de um sólido, os fios apresentavam certas características descritas para os líquidos de Newton.  

   Então em 1867, surgiu um modelo matemático no qual se misturavam ambas as teorias, escrito por James Clerk Maxweel a pesquisa assumia a existência simultânea da viscosidade e elasticidade de certas substâncias.

   Desse modo, os fluídos não-newtonianos é um material cuja viscosidade varia em consonância com a força de cisalhamento, no caso da mistura da água com o amido de milho, quanto maior a força aplicada, mais a substância tende a se comportar como sólida e quando a ausência da aplicação dessa pressão, ela volta a tornar-se líquida. Na atualidade há duas teorias acerca do comportamento estranho desses fluídos.  

   A primeira explicação possível seria o fato da mistura ser uma suspensão, onde a água atua na fase de dispersora, sendo assim, quando a solução encontra-se em repouso, o amido do milho é absorvido pela água e a tensão superficial dela faz com que ela não possa fluir nos espaços restantes, contudo, possuindo uma lubrificação considerável, os grânulos do amido conseguem se mover. Mas ao aplicar uma força na mistura, a água é espremida para fora, aumentando o atrito entre os grânulos.

  A segunda explicação seria que por as moléculas de amido formarem grandes cadeias, elas se esticariam quando o fluído é “solto”. Porém, essa explicação não explicaria o fato da viscosidade aumentar quando a energia cinética aumenta.

  Entretanto, físicos da Universidade de Georgetown e do NIST (Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia dos Estados Unidos da América) chegaram a conclusão que ambas as teorias são complementares, as forças hidrodinâmicas teriam o papel de auxiliar essa diferença. 

   A ciência ainda está rumando para poder responder essa questão, contudo é inegável como é curioso o comportamento desses líquidos/sólidos. A baixo estarão o passo a passo caso queria realizar a experiência em sua casa: 

Materiais:

• Água;

• Amido de milho;

• Um local para fazer a mistura.

Como fazer:

1. Coloque de 2 a 3 copos do amido de milho no recipiente;

2. Adicione a água aos poucos, dependendo da quantidade de amido que utilizou, dará por volta de 1 copo de água;

3. Misture bem; 

4. Você chegará a uma substância cremosa e homogênea;

5. Pode adicionar corante a mistura para diversão.

Experiência feita em casa:

  Após montado o experimento, você pode confirmar se ao aplicar força no fluído como ele se comportará. 

Referências :

F-609: Tópicos de Ensino de Física I Primeiro semestre de 2007 Relatório Final Maizena com água: fluído não-newtoniano. Aluna: Mariele Katherine Faria Motta (RA 024627). Orientador: Prof. Mário Noboru Tamashiro – Unicamp.

https://gizmodo.uol.com.br/estudo-fluido-nao-newtoniano/