Hoe werkt het
Oobleck is een niet-Newtoniaanse vloeistof. Dit betekent dat het niet noodzakelijkerwijs de wet van viscositeit van Sir Isaac Newton volgt. Als er kracht op de vloeistof wordt uitgeoefend, gedraagt hij zich als een vaste stof. Als er weinig of geen kracht op de vloeistof wordt uitgeoefend, gedraagt hij zich als een vloeistof. Je kunt deze verschillen in materie op een paar verschillende manieren ervaren. Hier zijn enkele van onze favorieten:
- Vul een mengkom met Oobleck en sla op de vloeistof. Gedroeg het zich als een vaste stof? Wat gebeurt er als je langzaam je hand in de mengkom duwt? Gedraagt het zich als een vloeistof?
- Vul een beker met Oobleck en prik snel met je vinger in de vloeistof. Was je in staat de bodem te bereiken? Wat gebeurt er als je heel langzaam met je vinger in de vloeistof prikt? Kun je nu de bodem bereiken?
- Grijp een handvol Oobleck en probeer het in je hand tot een stevige bal te rollen. Wat gebeurt er als je stopt met kracht uitoefenen? Druipt het door je vingers als een vloeistof?
Wanneer je kracht uitoefent op de vloeistof, duw je de lange zetmeelmoleculen van Oobleck dichter bij elkaar. Door deze kracht wordt het water tussen de zetmeelketens opgesloten, zodat een halfstijve structuur ontstaat. Wanneer de druk wordt losgelaten, stroomt de Oobleck weer.
Maakt geluid de monsters?
Hoewel geluid een rol speelt in dit experiment, is het eigenlijk niet het geluid dat de Oobleck-vloeistof in monsterachtige vormen animeert. In dit geval creëert de luidspreker zelf de monsters, omdat hij de vloeistof met kracht omhoog duwt terwijl hij trilt. Net als in het voorbeeld hierboven, wanneer je met je vuist op Oobleck slaat, gedraagt de vloeistof zich als een vaste stof wanneer er directe kracht op wordt uitgeoefend. In dit geval beweegt de vloeistof naar buiten en stapelt zich op zichzelf op een steeds veranderende manier.
Waarom werken lagere geluiden beter?
Lagere geluiden, of lagere frequenties, produceren langere golfvormen. Hogere geluiden, of hogere frequenties, produceren kortere golfvormen. Dit betekent dat een enkele golf bij een lagere frequentie een langere afstand aflegt. Als de luidspreker trilt, beweegt hij naar binnen en naar buiten (of op en neer als hij op zijn rug ligt). Het Oobleck Monsters experiment zal beter werken bij lagere frequenties omdat de luidspreker kracht kan uitoefenen over een langere afstand als hij onder de plas Oobleck-vloeistof omhoog beweegt. Hierdoor kunnen meer van de Oobleck moleculen zich op elkaar stapelen voordat de luidspreker weer naar beneden beweegt, en de cyclus zich herhaalt.
Met andere woorden, de kracht is groter wanneer het materiaal van de luidsprekerconus bij lagere frequenties trilt, omdat de kracht over een langere periode en over een langere afstand wordt uitgeoefend. Het is alsof je de Oobleck van onderaf raakt, steeds weer.
Take it Further
Get it on video.
Als je besluit je experiment te filmen, kan het zijn dat je videobeelden onscherp lijken zodra het geluid begint te spelen. Geloof het of niet, maar daar is een wetenschappelijke verklaring voor.
Als je ooit een auto hebt gefilmd en je hebt gezien dat de wielen van de auto achteruit spinnen, dan heb je misschien een idee van wat hier aan de hand is. De trilling van de luidspreker loopt niet synchroon met de framerate van uw camera – dat is het aantal keren dat de luidspreker op en neer beweegt in vergelijking met het aantal beelden dat per seconde door uw camera wordt vastgelegd.
In ons voorbeeld moesten we de framerate van onze camera verhogen van 30 fps naar 60 fps, en het was nog steeds een beetje wazig. Sommige smartphones kunnen echter tot 120 fps of 240 fps gaan. Met een hogere beeldsnelheid kunt u meer beelden per seconde opnemen, zodat u meer foto’s van de beweging van de spreker kunt maken, wat resulteert in vloeiendere en duidelijkere bewegingen in uw videobeelden.
Science Fair Connection
Volg de instructiegids van uw Science Fair en probeer met enkele van deze variabelen te experimenteren:
- Hoe reageren Oobleck Monsters op verschillende frequenties?
- Lage tonen – 20 tot 250 Hz
- Lage tonen – 251 Hz tot 500 Hz
- Midden tonen – 500 tot 4.000 Hz
- Hoogten – 4.001 Hz tot 20.000 Hz
- Hoe reageren Oobleck Monsters op verschillende volumes?
- Hoe reageren de verschillende kleuren Oobleck op black light?
- Sommige smartphone apps bieden verschillende soorten geluidsgolven aan. Hoe reageren Oobleck Monsters op sinusgolven? Hoe zit het met vierkante en zaaggolven?
- Wanneer je je experiment filmt, hoe beïnvloeden verschillende framerate-instellingen op je camera de helderheid van de opnames? Wat gebeurt er als je de framerate verandert? Wat gebeurt er als je de audiofrequentie verandert?
*Note: Denk eraan, om nauwkeurige gegevens te verzamelen, wil je slechts één variabele tegelijk testen.