Embora a pandemia do COVID-19 tenha causado muitas interrupções no sistema educacional, também trouxe alguns benefícios surpreendentes.
Em Física dos Fluidos , cientistas da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign descrevem seu trabalho com estudantes em um estudo em casa do comportamento de fluidos complexos. O curso abrange um tipo de física conhecido como reologia, que é usado para estudar a maneira como líquidos não newtonianos ou substâncias semissólidas fluem.

Os fluidos newtonianos têm uma viscosidade constante, mas os fluidos não newtonianos podem se deformar quando a força é aplicada. Às vezes, eles respondem com fluxo plástico. Medições reométricas simples podem ser realizadas na casa de qualquer pessoa para medir quantidades como viscoelasticidade, afinamento por cisalhamento e outras propriedades reológicas.

“Inicialmente, chamamos o projeto Shelter-in-Place Rheometry devido à natureza aguda da pandemia de COVID-19 e às regras de abrigo no local”, disse Randy Ewoldt, professor envolvido no desenvolvimento do curso. "Mas percebemos que a ideia é mais geral e desde então passamos a chamá-la de reometria do tipo faça você mesmo."

Os projetos atribuídos aos alunos tinham duas partes:coleta de evidências visuais qualitativas de propriedades reológicas e medições quantitativas. Os alunos verificaram quatro comportamentos:viscosidade de afinamento por cisalhamento, viscoelasticidade, diferença de tensão normal de cisalhamento e viscosidade extensional.

Mesmo sem acesso a reômetros de laboratório, os alunos desenvolveram formas criativas e únicas de realizar suas medições. Eles estudaram uma variedade de substâncias comuns, incluindo creme de manteiga, pasta de dente, iogurte, manteiga de amendoim, maionese, clara de ovo e muitas outras substâncias disponíveis em suas casas.

Um estudante, Ignasius Anugraha, desenvolveu uma análise de fluxo de compressão para estudar a cobertura de creme de manteiga. Anugraha colocou a cobertura entre dois discos de papelão e a submeteu a uma força empilhando ramequins cheios de água em cima dos discos.

O glacê foi capaz de suportar o peso da água até atingir um valor crítico, momento em que o glacê desmoronou de um lado e se espremeu. Usando equações envolvendo o peso da água, Anugraha conseguiu medir uma quantidade conhecida como tensão de escoamento.

Outro estudante, Max Friestad, concebeu um experimento para estudar um comportamento conhecido como estiramento de filamentos impulsionado pela gravidade. Friestad suspendeu um tubo de pasta de dente verticalmente e o apertou suavemente, expelindo um bocado de pasta de dente que se estendeu lentamente, estendendo-se para baixo. Usando um celular com uma câmera de alta velocidade, Friestad foi capaz de fazer medições e calcular a viscosidade extensional.

O curso foi tão bem-sucedido que o corpo docente continua a oferecê-lo, tanto presencial quanto online.

"Estamos atualmente trabalhando em uma revisão de métodos que acreditamos que serão úteis não apenas para cursos e instrução, mas também para pesquisa e comunicação técnica", disse M. Tanver Hossain.

O artigo "Do-it-yourself rheometry" é de autoria de M. Tanver Hossain e Randy H. Ewoldt. O artigo aparecerá em Física dos Fluidos em 10 de maio de 2022. + Explorar mais

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