¿Por qué una piscina con fluidos no newtonianos puede permitir que las personas "floten ligeramente en el agua"?

Los fluidos no newtonianos existen ampliamente en la vida. A excepción del agua y el aire, casi todos los demás fluidos de la cocina son fluidos no newtonianos, como salsas, leche, masas, gelatinas, pasta de dientes, pegamento, etc.

En primer lugar debemos saber qué es un fluido newtoniano. El llamado fluido newtoniano es un fluido que se ajusta a la ley de viscosidad de Newton: el esfuerzo cortante en el fluido es igual a la velocidad de corte de la viscosidad multiplicada por la velocidad.

Existe una especial no- El fluido newtoniano llamado fluido de Bingham, que solo se puede usar bajo ciertas condiciones, solo fluirá bajo tensión, pero no fluirá por debajo de un cierto límite elástico y la velocidad es cero (pasta de dientes: no se puede exprimir). Algunos fluidos no newtonianos son viscoelásticos, es decir, son a la vez pegajosos y elásticos, como el pegamento y la gelatina. Sus tensiones no sólo están relacionadas con la velocidad sino también con la deformación. Al igual que un resorte que vuelve a su forma original después de estirarse, esto no es posible con un fluido newtoniano. La viscoelasticidad lineal puede describirse en términos de viscosidad y módulo elástico, y puede entenderse como la "superposición" de resortes y fluidos. Los fluidos no newtonianos más complejos tienen propiedades viscoelásticas no lineales y son muy complejos.

Aunque hay una gran cantidad de datos experimentales/simulados superpuestos, hasta el momento no se ha visto ninguna teoría unificada satisfactoria. Imagínese frotarse las manos en el agua y sentir la fuerza de reacción del agua. Esto es lo que se siente. . Tu mano mueve la superficie del agua, pero el agua restante no puede moverse debido a la resistencia del fondo. Esto crea un gradiente de velocidad. Vale la pena señalar que esto no es exactamente lo mismo que la fuerza tangencial en la mecánica de sólidos. La tensión tangencial en los sólidos es causada por la deformación, mientras que la tensión tangencial en los fluidos newtonianos es causada por la velocidad de corte.

Además, los fluidos no newtonianos también pueden tener la propiedad de una anisotropía de tensión normal. Puede buscar el efecto de poste de escalada/efecto Weisenberg. Es decir, un simple corte puede producir cambios de presión en todas las direcciones.