French fries are delicious. French fries with ketchup are a little slice of heaven. The problem is it's basically impossible to pour the exactly right amount. We're so used to pouring ketchup that we don't realize how weird its behavior is. Imagine a ketchup bottle filled with a straight up solid like steel. No amount of shaking would ever get the steel out. Now imagine that same bottle full of a liquid like water. That would pour like a dream. Ketchup, though, can't seem to make up its mind. Is it is a solid? Or a liquid? The answer is, it depends. The world's most common fluids like water, oils and alcohols respond to force linearly. If you push on them twice as hard, they move twice as fast. Sir Isaac Newton, of apple fame, first proposed this relationship, and so those fluids are called Newtonian fluids. Ketchup, though, is part of a merry band of linear rule breakers called Non-Newtonian fluids. Mayonnaise, toothpaste, blood, paint, peanut butter and lots of other fluids respond to force non-linearly. That is, their apparent thickness changes depending on how hard you push, or how long, or how fast. And ketchup is actually Non-Newtonian in two different ways. Way number one: the harder you push, the thinner ketchup seems to get. Below a certain pushing force, ketchup basically behaves like a solid. But once you pass that breaking point, it switches gears and becomes a thousand times thinner than it was before. Sound familiar right? Way number two: if you push with a force below the threshold force eventually, the ketchup will start to flow. In this case, time, not force, is the key to releasing ketchup from its glassy prison. Alright, so, why does ketchup act all weird? Well, it's made from tomatoes, pulverized, smashed, thrashed, utterly destroyed tomatoes. See these tiny particles? This is what remains of tomatoes cells after they go through the ketchup treatment. And the liquid around those particles? That's mostly water and some vinegar, sugar, and spices. When ketchup is just sitting around, the tomato particles are evenly and randomly distributed. Now, let's say you apply a weak force very quickly. The particles bump into each other, but can't get out of each other's way, so the ketchup doesn't flow. Now, let's say you apply a strong force very quickly. That extra force is enough to squish the tomato particles, so maybe instead of little spheres, they get smushed into little ellipses, and boom! Now you have enough space for one group of particles to get passed others and the ketchup flows. Now let's say you apply a very weak force but for a very long time. Turns out, we're not exactly sure what happens in this scenario. One possibility is that the tomato particles near the walls of the container slowly get bumped towards the middle, leaving the soup they were dissolved in, which remember is basically water, near the edges. That water serves as a lubricant betwen the glass bottle and the center plug of ketchup, and so the ketchup flows. Another possibility is that the particles slowly rearrange themselves into lots of small groups, which then flow past each other. Scientists who study fluid flows are still actively researching how ketchup and its merry friends work. Ketchup basically gets thinner the harder you push, but other substances, like oobleck or some natural peanut butters, actually get thicker the harder you push. Others can climb up rotating rods, or continue to pour themselves out of a beeker, once you get them started. From a physics perspective, though, ketchup is one of the more complicated mixtures out there. And as if that weren't enough, the balance of ingredients and the presence of natural thickeners like xanthan gum, which is also found in many fruit drinks and milkshakes, can mean that two different ketchups can behave completely differently. But most will show two telltale properties: sudden thinning at a threshold force, and more gradual thinning after a small force is applied for a long time. And that means you could get ketchup out of the bottle in two ways: either give it a series of long, slow languid shakes making sure you don't ever stop applying force, or you could hit the bottle once very, very hard. What the real pros do is keep the lid on, give the bottle a few short, sharp shakes to wake up all those tomato particles, and then take the lid off and do a nice controlled pour onto their heavenly fries.
Khoai tây chiên thật ngon thậm chí còn ngon hơn khi ăn với tương cà. Vấn đề là chúng ta khó có thể đổ ra một lượng vừa đủ tương cà. Chúng ta đã quá quen với việc lỡ tay xịt tương cà quá mức Hãy tưởng tượng một chai tương cà chứa chất rắn như thép. Lắc bao nhiêu cũng chẳng thể lấy phần thép này ra. Giờ thì hãy tưởng tượng bên trong đó là nước. Đổ ra thì dễ như chơi. Tương cà như là một kẻ ba phải Nó là chất rắn hay chất lỏng? Câu trả lời là: còn tùy. Các chất lỏng thông dụng nhất thế giới: nước, dầu và cồn có quan hệ tuyến tính với lực tác động Nếu lực tác động mạnh gấp 2, chúng di chuyển nhanh gấp 2. Isaac Newton là người đầu tiên đề ra mối quan hệ này và vì thế những chất lỏng này được gọi là chất lỏng Newton Song, tương cà lại là thành viên của nhóm những kẻ phá luật được gọi là chất lỏng phi Newton. Xốt mayonnaise, kem đánh răng, máu, sơn, bơ đậu phộng và nhiều chất lỏng khác không phản ứng tuyến tính với lực độ đặc tương đối của chúng thay đổi tuỳ vào độ mạnh, thời gian và tốc độ của lực tác động. Tương cà là chất lỏng phi Newton dưới hai góc độ Thứ 1: lực càng mạnh, tương cà càng lỏng đi. Dưới một lực tác động nhất định, tương cà sẽ giống như chất rắn. Một khi lực tác động vượt quá mức cho phép, nó sẽ trở nên mỏng hơn trước 1 ngàn lần. Nghe quen nhỉ? Thứ 2: nếu lực tác động yếu hơn lực ngưỡng tương cà sẽ bắt đầu chảy xuống. Trong trường hợp này, thời gian mới chính là chìa khóa giải phóng tương cà ra khỏi chai thủy tinh. Tại sao lại lạ lùng như vậy? tương cà được làm từ cà chua, những trái cà chua được nghiền, đập dập, giã nát Các phân tử nhỏ bé này là phần còn lại của tế bào cà chua sau khi đã qua khâu xử lý. Chất lỏng bao quanh những phân tử này hầu hết là nước, dấm, đường và gia vị. Khi tương cà đứng yên, phân tử cà chua được phân bổ đồng đều và ngẫu nhiên. Bạn tác động 1 lực nhỏ. Các phân tử trượt vào nhau, nhưng không thực sự tách ra hẳn thế nên tương cà không thể chảy ra. Giờ bạn tác động một lực mạnh. Lực này đủ sức chèn ép các phân tử cà chua thế nên thay vì có hình cầu chúng biến dạng thành hình bầu dục và BÙM! Giờ thì bạn đã có đủ không gian cho một nhóm phân tử vượt lên và tương cà sẽ chảy xuống. Giả sử bạn tác động một lực rất nhỏ nhưng trong thời gian dài Chúng ta không chắc chắn điều gì xảy ra trong trường hợp này. Một khả năng là các phân tử nằm gần thành chai chầm chậm va vào nhau dồn vào phần trung tâm, chừa lại phần nước sốt hoà tan và đấy là phần nước gần rìa, Nước đóng vai trò như chất bôi trơn giữa chai và phần trung tâm của tương cà thế nên tương cà bắt đầu chảy ra, Một khả năng khác là các phân tử sẽ từ từ nhóm lại thành những nhóm nhỏ trượt qua nhau. Các nhà khoa học đang tích cực nghiên cứu hoạt động của tương cà và những người bạn vui tính của nó Cà chua sẽ lỏng hơn khi bị ấn mạnh, những chất khác như oobleck hay bơ đậu phộng tự nhiên lại trở nên đặc hơn dưới tác dụng lực Một số khác có thể trào ngược lên khi ống hút xoay hoặc tiếp tục chảy ra khỏi ly khi bạn bắt đầu rót. Xét từ quan điểm vật lý, tương cà là một trong những hỗn hợp phức tạp có sự cân bằng giữa các nguyên liệu và những chất làm dày như xanthan gum được tìm thấy trong rất nhiều thức uống trái cây và sữa nghĩa là hai loại tương cà khác nhau có phản ứng hoàn toàn khác nhau. Nhưng hầu hết chúng sẽ thể hiện hai tính chất đột ngột lỏng khi lực tác động vượt ngưỡng, và lỏng dần dưới tác động của lực nhỏ nhưng trong thời gian dài. Điều đó có nghĩa bạn có thể đổ tương cà ra bằng hai cách: lắc thật lâu và chậm rãi trong một thời gian dài, hoặc có thể lắc một lần thật mạnh. Một mánh hay là đậy nắp, lắc thật dứt khoát để đánh thức các phân tử cà chua bên trong sau đó mở nắp ra, chế tương cà một cách thật hoàn hảo lên món khoai tây chiên hảo hạng.