영화 소재로도 쓰인 비뉴턴 유체는 어떤 원리인가요?
최근 개봉한 듄 영화에서도 쓰인 비뉴턴 유체의 원리가 궁금해요.
어째서 느린 속도로 만지면 깊숙이까지 들어가서 만질 수 있는데, 빠르게 만지거나 잡으려고 하면 돌처럼 딱딱해서 안되는 건가요?
안녕하세요. 김민규 과학전문가입니다.
비뉴턴 액체를 빠른 속도로 부딪히게 되면 돌처럼 단단한 성질이 있고 반대로 느린 속도로 부딪히면 액체처럼 작용하게 됩니다. 이러한 특징으로 인해서 특정 부분에 사용될 수 있습니다.
안녕하세요! 손성민 과학전문가입니다.
비뉴턴 유체는 액체와 달리 높은 점성을 가지고 있어서 느린 속도로 만지면 깊숙이까지 들어가서 만질 수 있는 것입니다. 이는 비뉴턴 유체의 분자 구조가 액체와는 다르기 때문입니다. 비뉴턴 유체는 분자 간의 상호작용이 약하고 분자가 느슨하게 연결되어 있어서 느린 속도로 만지면 분자가 서로 이동하면서 액체처럼 흐르는 것처럼 보이지만 빠른 속도로 만지면 분자 간의 상호작용이 강해져서 분자가 서로 밀착하게 되어 딱딱한 느낌을 주는 것입니다.
영화 소재로도 쓰인 비뉴턴 유체는 이러한 특성을 이용하여 만들어진 것입니다. 높은 점성을 가지고 있어서 느린 속도로 만지면 흐르는 것처럼 보이지만 빠른 속도로 만지면 딱딱한 느낌을 주기 때문에 재미있는 장면을 만들어낼 수 있습니다.
비뉴턴 유체의 원리는 분자 간의 상호작용과 분자 구조에 있습니다. 이러한 특성을 이용하여 다양한 분야에서 활용되고 있으며 미래에도 더 많은 분야에서 사용될 것으로 예상됩니다. 감사합니다.
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안녕하세요. 권창근 과학전문가입니다.
비뉴턴 유체(Non-Newtonian fluid)는 뉴턴 유체와 달리 전단응력(shear stress)과 전단속도(shear rate)의 관계가 선형적이지 않은 유체를 말합니다.
전단응력: 물체의 표면에 작용하는 힘이 수직이 아닌 상태로 작용할 때, 물체 내부에서 발생하는 응력을 말합니다.
전단속도: 물체 내부에서 발생하는 전단응력의 변화율을 말합니다.
대표적인 예로는 슬라임, 꿀, 치약 등이 있습니다.
이러한 성질은 유체의 내부 구조와 관련이 있습니다. 비뉴턴 유체는 내부에 입자, 겔, 섬유 등의 구조를 가지고 있으며, 이 구조가 전단속도에 따라 변화하면서 유체의 성질이 달라집니다.
느린 속도로 만지면 유체 내부의 구조가 파괴되지 않기 때문에, 깊숙이까지 들어가서 만질 수 있습니다.
빠른 속도로 만지거나 잡으려고 하면 유체 내부의 구조가 파괴되면서 고체와 같은 성질을 가지게 됩니다.
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.
비뉴턴 유체는
전단 응력과 변형률 사이의 관계가
선형적인 뉴턴 유체와는
달리 비선형적인 유체를 말합니다.
힘을 가해도 일정한 점도를 유지하지 않고 변형되는 유체입니다.
비뉴턴 유체의 특징이예요.
점도가 변형률에 따라 변화합니다.
응력-변형률 곡선이 선형이 아닙니다.
일반적인 유체와는 다른 흐름 특성을 보입니다.
케첩: 흔들 때 더 잘 흐르지만, 그만두면 다시 걸쭉해집니다.
치약: 튜브에서 짜낼 때는 힘이 필요하지만, 솔에 묻히면 부드럽게 펴집니다.
점토: 힘을 가하면 원하는 모양으로 만들 수 있지만, 힘을 제거하면 원래 모양으로 돌아갑니다.
혈액: 혈관 내에서 흐르는 동안 점도가 변화합니다.
비뉴턴 유체의 종류예요.
점성이 시간에 따라 변하는 유체: 티크소트로픽 유체와 레오펙틱 유체
점성이 변형률에 따라 변하는 유체: 빙햄 유체, 딜라탄트 유체, 윌리엄슨 유체
비뉴턴 유체의 응용이예요
식품 산업: 케첩, 마요네즈, 아이스크림 등
건설 산업: 페인트, 코팅재, 접착제 등
의료 산업: 혈액, 혈액 대체제 등
화장품 산업: 로션, 크림, 립밤 등
비뉴턴 유체는 다양한 분야에서 응용되고 있으며,
그 특성을 이해하는 것이 중요합니다.
비뉴턴 유체의 특징을 연구하는 분야를 유동학이라고 합니다.
비뉴턴 유체는 다양한 실험을 통해 그 특성을 분석할 수 있습니다.
비뉴턴 유체의 특성을 이해하면 새로운 제품 개발이나 생산 공정 개선에 도움이 될 수 있습니다.
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안녕하세요. 박준희 과학전문가입니다.
비뉴턴 유체는 영어로 non-Newtonian fluid라고 합니다.
이는 뉴턴의 점성 법칙, 응력과 무관한 즉 일정한 점도를 따르지 않는 유체를 의미하는거죠.
감사합니다.
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.
비뉴턴 유체는 점성이 속도에 따라 변하는 특이한 물질입니다. 느린 속도로 만지면 액체처럼 흐르지만, 빠른 속도로 만지면 고체처럼 딱딱해지는 특성을 가지고 있습니다. 이는 비뉴턴 유체의 점성이 전단 응력에 비례한다는 특징 때문입니다. 느린 속도로 만지면 비뉴턴 유체에 가해지는 전단 응력이 작아 액체처럼 흐르며 손이 깊숙이 들어갈 수 있습니다. 반면 빠른 속도로 만지면 가해지는 전단 응력이 커져 유체가 딱딱해져 마치 돌처럼 느껴지고 손이 들어가지 않습니다.
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.
비뉴턴 유체는 뉴턴의 점성법칙과 달리 응력과 무관한, 즉 일정한 점도를 따르지 않는 유체입니다. 이러한 유체는 특별한 특성을 가지며, 다양한 상황에서 나타납니다. 여러 가지 비뉴턴 유체의 예시와 작동 원리를 살펴보겠습니다.
토마토 케첩: 흔히 볼 수 있는 비뉴턴 유체 중 하나입니다. 토마토 케첩은 흔들릴 때 더 잘 움직이며, 점도가 힘이 가해지는 정도에 따라 변할 수 있습니다.
치약: 치약도 비뉴턴 유체입니다. 치약은 흔히 볼록한 튜브에서 쉽게 흘러나오며, 힘이 가해지면 더 쉽게 흘러나옵니다.
혈액: 혈액도 비뉴턴 유체로 분류됩니다. 혈액은 특정한 상황에서 점도가 변할 수 있으며, 혈액 순환과 관련된 다양한 생리적 현상에서 비뉴턴 유체의 특성이 나타납니다.
비뉴턴 유체는 뉴턴의 점성법칙과 다르게 점도가 변하는 특성을 가지며, 다양한 일상적인 물질에서 발견됩니다.
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.
말씀하시는 현상을 우블렉이라 합니다.
우블렉은 어떤 힘을 가하면 가해지는 힘과 변형이 비례하지 않는 유체로 말씀처럼 비뉴턴 유체 또는 비관성 유체라고 합니다.
이런 비관성유체는 외부에 강한 충격이 가해지는 순간 입자들이 서로 엉키며 기둥과 같은 형태가 만들어지고 고체화가 됩니다.
하지만 반대로 서서히 가해지는 힘에는 서로 엉킨 입자들이 서서히 풀리며 부드럽게 변하게 됩니다.
