1千克的钢珠以光速撞上非牛顿流体会出现什么效果?

个哼哼唧唧


关于这个问题,先来简单了解一下非牛顿流体是怎么回事。根据剪切应力和黏度的关系,有些非牛顿流体会表现出剪切变稀的现象,给这种非牛顿流体施加剪切应力时,其黏度会降低。还有一些非牛顿流体会表现出剪切变稠的现象,给它们施加较强的剪切应力时,组成分子将会进行一定的有序重排,导致流体黏度升高。例如,把铁锤用力砸向剪切变稠的非牛顿流体,这会导致流体的黏度迅速升高,从而挡住铁锤的撞击,就像下图这样:

如果把铁锤轻轻放入剪切变稠的非牛顿流体中,则不会对该流体的黏度造成影响,就像下图这样:

不管怎样,剪切变稠的非牛顿流体本质上还是流体,只是由于分子发生一定的有序重排,但它们表现出的强度并非无穷大,它们与真正的固体材料相比还是有差距的。

另一方面,狭义相对论的动能公式已经表明,对于任何有静质量的物体,比如1千克的钢珠,当它们趋于光速运动时(再次强调,无法达到光速),它们的动能会趋于无穷大。既然剪切变稠的非牛顿流体的强度是有限的,那么,只要速度足够快、动能足够高的钢珠撞击它,这种流体也会被完全破坏掉。

不过,剪切变稠的非牛顿流体的特性可以得到一些应用。例如,减速带、防弹衣,在保证强度的同时,剪切变稠的非牛顿流体又能保证具有良好的可塑性。


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