Como funciona
Oobleck é um fluido não Newtoniano. Isto significa que não segue necessariamente a lei da viscosidade de Sir Isaac Newton. Quando a força é aplicada ao fluido, ele se comporta como um sólido. Quando pouca ou nenhuma força é aplicada ao fluído, ele se comporta como um líquido. Você pode experimentar essas diferenças nos estados da matéria de algumas maneiras diferentes. Aqui estão alguns dos nossos favoritos:
- Encha um recipiente de mistura com Oobleck e perfure o fluido. Parecia comportar-se como um sólido? O que acontece quando você empurra sua mão lentamente para dentro do recipiente de mistura? Comporta-se como um líquido?
- Encha um copo com Oobleck e enfie o dedo rapidamente no líquido. Foi capaz de chegar ao fundo? O que acontece quando você enfia o seu dedo muito lentamente no líquido? Consegues chegar ao fundo agora?
- Grab uma mão cheia de Oobleck e tenta rolar para dentro de uma bola sólida na tua mão. Quando você parar de aplicar força, o que acontece? Pingar pelos dedos como um líquido?
Quando você aplica força ao líquido, você força as moléculas longas de amido de Oobleck mais próximas umas das outras. O impacto desta força aprisiona a água entre as cadeias de amido para formar uma estrutura semi-rígida. Quando a pressão é liberada, o Oobleck flui novamente.
É o som que cria os monstros?
Embora o som esteja envolvido nesta experiência, na verdade não é o som que anima o fluido Oobleck em formas semelhantes a monstros. Neste caso, o próprio altifalante cria os monstros à medida que empurra forçosamente o fluido para cima à medida que vibra. Assim como o exemplo acima, quando você atinge o Oobleck com o punho, o fluido comporta-se como um sólido quando é aplicada força direta. Neste caso, o fluido move-se para fora e empilha-se sobre si mesmo de uma forma sempre em evolução.
Por que fazer sons mais baixos funcionam melhor?
Sons mais baixos, ou frequências mais baixas, produzem formas de onda mais longas. Sons mais altos, ou frequências mais altas, produzem formas de onda mais curtas. Isto significa que uma única onda a uma frequência mais baixa percorre uma distância maior. À medida que o altifalante vibra, move-se para dentro e para fora (ou para cima e para baixo quando está deitado de costas). A experiência dos Monstros Oobleck funcionará melhor em frequências mais baixas porque o altifalante pode aplicar força a uma distância maior à medida que se move para cima debaixo da piscina de fluido Oobleck. Isto permite que mais moléculas do Oobleck se empilhem umas nas outras antes que o alto-falante se mova de volta para baixo, e o ciclo se repete.
Em outras palavras, a força é maior quando o material do cone do alto-falante vibra em freqüências mais baixas porque a força é aplicada durante um período de tempo mais longo e em uma distância maior. É como dar um soco no Oobleck por baixo, repetidamente.
Take It Further
Get it on video.
Se você decidir filmar a sua experiência, você pode descobrir que a sua filmagem de vídeo parece fora de foco uma vez que o som entra em cena. Acredite ou não, há uma explicação científica para isso.
Se você já filmou um carro e notou as rodas do carro girando para trás, então você pode ter uma idéia do que está acontecendo aqui. A vibração da coluna está fora de sincronia com a velocidade de fotogramas da sua câmara – essa é a quantidade de vezes que a coluna se move para cima e para baixo em comparação com o número de imagens capturadas por segundo pela sua câmara.
No nosso exemplo, tivemos de aumentar a velocidade de fotogramas da nossa câmara de 30 fps para 60 fps, e ainda estava um pouco desfocada. No entanto, alguns smartphones podem ir até 120 fps ou 240 fps. Uma maior taxa de quadros permitirá que você capture mais imagens por segundo, essencialmente capturando mais instantâneos do movimento do alto-falante, resultando em movimentos mais suaves e claros em suas filmagens.
Conexão com a Feira da Ciência
Seguir seu Guia de Instruções da Feira da Ciência, e tente experimentar algumas dessas variáveis:
- Como os Monstros Oobleck reagem a diferentes freqüências?
- Menos – 20 a 250 Hz
- Menos – 251 Hz a 500 Hz
- Médios – 500 a 4.000 Hz
- Altos – 4.001 Hz a 20.000 Hz
- Como os monstros Oobleck reagem a diferentes volumes?
- Como é que as diferentes cores do Oobleck reagem à luz negra?
- algumas aplicações smartphone oferecem diferentes tipos de ondas sonoras. Como é que os Monstros Oobleck reagem a ondas sinusoidais? E as ondas Square e Saw?
- Quando filma seu experimento, como as diferentes configurações de frame rate em sua câmera impactam a claridade das filmagens? O que acontece quando você muda a taxa de quadros? O que acontece quando você muda a frequência de áudio?
*Nota: Lembre-se, para coletar dados precisos, você só quer testar uma variável de cada vez.