فيزياء الكاتشب
الفيزياء والفلك >>>> فيزياء
Image: SYR-Res
الكاتشب، ذلك السائل اللذيذ الذي لا يُمكن أن نتخيَّل طعم البطاطا أوالهمبرغر من دونه.
لكن ما علاقة الفيزياء بالكاتشب؟
جميعنا يذكر إسحاق نيوتن ونظرياته في فيزياء السَّوائل؛ إذ لاحَظ أن سلوك التدفُّق أو اللزوجة يتأثَّر فقط بالضَّغط أو الحرارة.
تأخذ السوائل عادةً شكل الوعاء الذي تُوضَع فيه، وتُسمَّى سوائل نيوتونية (سوائل عادية)، لكنَّ بعض السَّوائل لا تتبع هذه القاعدة، وفي هذه الحالة تُسمَّى سوائل لا نيوتونية (سوائل غريبة).
تتغيَّر السَّوائل اللانيوتونيَّة عند تطبيق أيِّ نوع من الضّغط عليها، فتتصرَّف أحيانًا بوصفها مادَّةً صلبة وتزداد سيولتها في أحيانٍ أخرى!
الكاتشب هو أحد أكثر السُّوائل اللانيوتونيَّة شيوعًا، فلكي تخرج من العلبة لا نكتفي بقلب العلبة رأسًا على عقب؛ بل نحتاج لهزِّها أو ضربها، ممَّا يزيد سيولتها وسلاسة خروجها! (1).
"الكاتشب" عبارة عن خليط معجون الطماطم والسُّكر ومنكِّهات أخرى، مع بوليميرات مجهريَّة معقَّدة مكوَّنة من سلاسل طويلة من الذرات التي تتشابك وتطلق طاقة في محيطها مما يجعل البوليمر لزجًا تمامًا، وتطبيق قوَّة كبيرة يؤمِّن الطَّاقة اللازمة لتمديد جزيئات البوليمير؛ فتنخفض لزوجته وينزلق بسهولة (2).
من الأمثلة الأخرى على السَّوائل اللانيوتونيَّة:
• جميع المواد كريمية القوام؛ إذ يؤدِّي تحريكها إلى ازدياد سماكتها ولزوجتها.
• سائل المفصل الذي يزداد لزوجة وسماكة كلما ازداد الإجهاد بمرور الزمن.
• العسل في حال تركه دون استخدام يصبح أكثر لزوجة ويصعب خروجه من الوعاء، وإذا حرَّكناه يعود لقوامه الصحيح.
• الأوبليك "سائل مصنوع من مزيج نشاء الذرة والماء" مشابه للكاسترد الخام. عند تطبيق ضغطٍ كبيرٍ عليه سيتصرف بوصفه مادَّةً صلبة؛ لدرجةٍ تسمح لك أن تسير عليه (3).
المصادر:
2. Schlichting. H. J. Ketchup is not just condiment: It is also A Non-newtonian fluid [Internet]. Scientific American. 2021 [cited 8 May 2021]. Available from: هنا
3. Non-newtonian fluids [Internet]. Maths careers. 2014 [cited 8 May 2021]. Available from: هنا
