CƠ HỌC CHẤT LƯU – CHUYỂN ĐỘNG CỦA MÁU TRONG HỆ TUẦN HOÀN GV LÊ VĂN LỢ

PowerPoint Presentation 1 CƠ HỌC CHẤT LƯU – CHUYỂN ĐỘNG CỦA MÁU TRONG HỆ TUẦN HOÀN GV LÊ VĂN LỢI 2 MỤC TIÊU  Trình bày được các định luật cơ bản về tĩnh học chất lưu  Trình bày được nội dung , ý ngh.

2

MỤC TIÊU

tục – phương trình Bernoulli và ứng dụng

của độ nhớt đến sự chuyển động của chất lỏng thực

trong cơ thể

5

2- Khối lượng riêng và áp suất :

Khối lượng riêng của chất lưu tại M là :

đồng chất

không nén được

dV : yếu tố thể tích bao quanh điểm M

dm :khối lượng của chất lưu chứa trong dV

dm dV

kg / m V

 

dm dV

kg / m V

 

dm dV

 

dF p

Trong hệ SI : đơn vị đo áp súât là N/m2 hay còn gọi là

 VD: Áp suất của máu trong động mạch đo được 128 tor Tương ứng tính theo đơn vị

 Biết : 1 tor = 133,32 Pa (N/m2)

10

II/ TĨNH HỌC CHẤT LƯU

Lấy một khối chất lưu lý tưởng,

nằm yên, trong trọng trường đều

F1 = p1S

(h 1) 1- Áp súât thủy tĩnh (phương trình cơ bản của Tĩnh học

chất lưu)

Do ρ, g không đổi nên áp suất thủy

tỉnh p tăng theo độ sâu h

z2=z Nước

không khí

ρ dầu = 0,9.103 kg/m3 ρ nước = 1,0.103 kg/m3 kgkgkg/m3

 Một thùng Tono chứa đầy nước đóng

kín rồi nối lên trên một ống dài có tiết

diện nhỏ.Đến lượt đổ nước vào ống:

Áp suất chênh lệch Δp= ρgh mang

vào cho nước phụ thuộc chiều cao

của mực nước trong ống mà không

phụ thuộc tiết diện ống

Chẳng hạn, với một ống đường

kính 1 cm , chỉ cần đổ một lít nước vào

ống thì cột nước đã cao 10 m , điều đó

đã tạo ra một chênh lệch áp suất

15

Dầu - Nước bên nhánh trái (dưới mặt

thoáng của dầu,một khoảng l+d)

Bài toán :

Một ống hình chữ U chứa hai chất lỏng cân bằng tĩnh

16

mặt tiếp xúc trên (dưới mặt thoáng của nước một

khoảng là l) ta lại được :

Lưu ý

- Thường như khi ta bơm bánh xe ô tô hay đo huyết

áp , chúng ta không cần

biết áp suất thủy tỉnh (áp

∆p = p – p 0 (Áp suất Gauge)

có thể dương ,âm ( Vacuum)

h = Δp/ρg

= 3,4.103 /1,0.103 9,81 = 0,34 m

Một bệnh nhân được tiếp một dung dịch truyền vào mạch máu ở cánh tay Dung dịch có khối lượng riêng 1,0 103 kg/m3 và áp suất bên

trong mạch máu bằng 3,4 103 N/m2 Cho g = 9,8 m/s2 Để chảy được vào mạch máu thì

bình dịch truyền phải đặt trên cao cách tay một khoảng nhỏ nhất là :

A 0,20 m

B 0,24 m

C 0,34 m

D 0,50 m

Giải : h = Δp/ρg

= 3,4.103 /1,0.103 9,81 = 0,34 m

21

2/ Định luật Pascal :

lưu bị giam kín, được truyền không thuyên giảm cho

mọi phần của chất lưu và cho thành bình

Diện tích S 2 lớn hơn S 1 bao nhiêu lần

thì lực F 2 lớn hơn F 1 bấy nhiêu lần

h.6

1 1

F p

S



F 1

S 1

F 2

F p

S



Biến đổi lực nhỏ thành một lực lớn hơn

thì quảng đường dịch chuyển nhỏ hơn bấy nhiêu lần

28

3/ Nguyên lý Archimede

Nhấn chìm hoàn toàn hoặc một

phần vật vào trong một chất lưu sẽ

chịu tác dụng của một lực nổi

F A = ρVg

FA :Lực đẩy (lực hướng lên Archimède)

ρ: khối lượng riêng cuả chất lưu

V :Thể tích của khối chất lưu bị vật chiếm chỗ

g: gia tốc trọng trường

Túi chất dẻo

Nước Nước

Gỗ

Nước

0

nướ c

29

Một vật nhúng chìm trong chất lưu thì có thể xảy ra 3

khỏi mặt chất lưu cho đến khi lực nổi FA’ giảm xuống vừa đúng bằng trọng lực

P thì vật nằm cân bằng trên mặt chất lưu )

30

Bài toán :

Biết khối lượng riêng của tảng băng là ρ b = 917 kg/m3

và của nước biển là ρ n = 1024 kg/m3 Hỏi phần nổi của tảng băng có tỷ lệ là bao nhiêu ?

Giải :

Gọi V là thể tích toàn phần của tảng băng thì

Trọng lượng của tảng băng là : Pb = ρbVg

Gọi Vn là thể tích phần nước bị vật chiếm chỗ ,thì

Lực nổi FA là : FA = ρ n Vn g

Khi đat cân bằng:

ρ bVg = ρ nVng Suy ra tỷ lệ :

kg m

kg m

31

III/ ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT LƯU LÝ TƯỞNG

1/ Các khái niệm

 Đường dòng : Là đường mà tiếp tuyến với nó tại mỗi

điểm đó

+ Quy ước :đường dòng thưa = vận tốc bé

đường dòng dày = vận tốc lớn

+ Đường dòng không cắt nhau

 Ống dòng : Là tập hợp các đường dòng tựa trên một đường cong kín

32

của các phần tử chất lưu tại mỗi vị trí nhất định đều

2/ Phương trình liên tục (bảo toàn thể tích):

Xét khối chất lưu lý tưởng, chuyển động trong một ống

Lưu lượng Q : là lượng thể tích chất lưu chảy qua tiết

diện S trong một đơn vị thời gian

34

 3 Phương trình Bernoulli

chiếm vị trí (1,2) chứa trong ống

chất lưu trong khoảng thời gian

p 2 S 2

Mặt đất

1 1’

2 2’

35

2

v

2 1

2

v

2 1

2

v

2 2

2

v

36

↔ p 1 + ρ gh 1 + ρ = p 2 + ρ gh 2 + ρ

↔ p + ρ gh + ρ = const (P T Bernoulli )

(áp suất tĩnh) (áp suất thủy lực) (áp suất động)

Trong chuyển động dừng của chất lưu lý tưởng

tổng áp suất tĩnh, áp suất động và áp suất thủy

lực là một đại lượng không đổi

2

2

v

2 1

2

2

v

Lưu ý: Khi v1 = v2 = 0 phương trình thành :

p 1 + ρ gh 1 = p 2 + ρ gh 2

p 2 = p 1 + ρg( h 1 – h 2 )

( Áp suất thủy tĩnh)

v 2 =v

h

(2)

Một bình hình trụ có miệng vòi ở thành bên Nước trong bình có độ cao h Miệng vòi cách đáy H Vận tốc của tia nước thoát ra tại miệng vòi tuân theo biểu thức:

H

H

h

H

năng phun đến độ cao h ( bảo

toàn cơ năng )

0

h

h

v 2 = v

v 2 = 0

41

b/- Hiện tượng Venturi :

S 2

S 1

l1 l3

l2

A 1 A 2 A 3

S 3

giảm) sẽ chảy xiết( v tăng) Do

hiện tượng Venturi, ở khu vực

D áp suất p giảm và đến mức

thấp hơn áp suất của khí bên

ngoài Do đó không khí ở bầu A

bị dòng nước cuốn đi và đưa ra

ngoài theo ống C Do một phần

không khí bị hút đi làm cho áp

suất trong bình G giảm xuống

44

IV/ ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT LƯU THỰC

 1- Lực ma sát nhớt ( nội ma sát )

nhớt của chất lưu ) và có khả năng nén được

Định luật Newton (thực nghiệm)

Lực ma sát nhớt F giữa hai lớp chất lưu có :

đẩy lớp chuyển động chậm

dv/dx : gradient của vận tốc theo phương x

∆S : Diện tích tiếp xúc giữa hai lớp chất lưu

η : Hệ số ma sát nhớt của chất lưu (η phụ thuộc bản chất chất lưu

và nhiệt độ , khi nhiệt độ tăng , hệ số nhớt giảm )

47

2- Lực cản nhớt – Công thức Stokes

Lực cản nhớt là lực cản tác dụng lên các vật chuyển

động trong chất lỏng do tính nhớt của chất lỏng gây ra

Lực cản nhớt F của các khối cầu bán kính r ,chuyển

48

3 -Tốc độ lắng – Ứng dụng:

Một môi trường chất lỏng, rộng vô

Việc đo tốc độ lắng v ta có thể đi xác định

VD:

Xét một viên bi thép khối lượng riêng ρ = 7,8.103 kg/m3

với bán kính r = 2 mm rơi trong Glycerin Độ nhớt của Glycerin là η = 0,83 kg.m/s và khối lượng riêng ρ1 =

1,2.103 kg/m3 Tốc độ giới hạn của viên bi là :

51

- Ứng dụng

Tốc độ lắng của hồng cầu thuộc vào yếu tố như bán

huyết tương và độ nhớt η của máu

Việc xác định tốc độ lắng của

hồng cầu để đánh giá những

thay đổi về cấu tạo và số lượng

của tế bào máu cũng như của

huyết tương

qua ống theo công thức :

(h

20)

(Lực ma sát nhớt → áp suất tĩnh p giảm,mặc dù tiết diện S không giảm)

vô cơ và hữu cơ

- Phân phối các chất dinh dưỡng cho cơ thể và chuyển các chất cặn bã ra các cơ quan bài tiết

55

- Hệ tuần hoàn gồm 2 vòng khép kín:

Vòng tiểu tuần hoàn : Máu từ tim

Vòng đại tuần hoàn : Máu từ tim

trái qua hệ thống động mạch xuống

tất cả các mô ,tế bào Ở đó máu cung

để qua hệ tĩnh mạch về tim phải

- Tác dụng đàn hồi của thành động

mạch đóng vai trò quan trọng để duy

trì dòng chảy được liên tục và tăng

thêm áp suất dòng chảy

Mô , cơ quan

56

trong các đoạn mạch

- Tốc độ chảy :

giống nhau, nghĩa là vẫn đảm bảo quy luật tích số :

Lưu ý:

Vì phân thành nhiều nhánh nên tổng tiết diện của các

mao mạch lớn hơn động mạch chủ Nên tốc độ chảy

của máu giảm dần từ động mạch lớn đến các mao

mạch (ngược lại tăng dần từ mao mạch đến tĩnh mạch)

VD: Biết máu từ động mạch chủ có diện tích tiết diện là 3 cm2 với vận tốc máu ở đó là 15 cm/s chảy vào 6.109 mao mạch Nếu mỗi mao mạch có diện tích tiết diện bằng 3.10-7 cm2 thì vận tốc máu ở mao mạch là :

A 0,05 cm/s

B 0,10 cm/s

C 0,025 cm/s

D 0,010 cm/s

60

Q : lưu lượng máu Fc : sức cản chung của mạch ngoại vi, phụ

thuộc vào yếu tố hình học R, l và hệ số nhớt  của máu

R







61

Ở người bình thường, chiều dài

tổng cộng các mạch lên đến trên

100.000km

dần theo chiều dài l của hệ mạch,

khi đến mao mạch chỉ còn lại 20 -30

tor

khoảng 8 - 15 tor đến trước khi đổ

vào tim, tại tĩnh mạch chủ áp suất

máu có gía trị âm (so với áp suất

khí quyển)

VD :

Nếu sự xơ cứng động mạch làm bán kính mạch máu bị giảm đi 2 giá trị ban đầu Để lưu lượng máu là không đổi thì tim phải làm việc để hiệu áp suất :

A Giảm 3 lần

B Tăng 5 lần

C Giảm 9 lần

D Tăng16 lần

64

TÓM TẮT CƠ HỌC CHẤT LƯU ( CÔNG THỨC )

 1/ Công thức thủy tĩnh ( pt cơ bản THCL )

 Lực nổi : FA = ρ Vg ρ : Khối lượng riêng chất lưu

 4/ Phương trình liên tục : ( chất lưu lý tưởng , chảy trong trạng thái dừng )

 S1v1 = S2v2 hay Sv = const





65

5/ Phương trình Bernouilli :

p1 + ρ gh1 + ρ v12 /2 = p2 + ρ gh2 + ρ v22 /2

p + ρ gh + ρ v 2 / 2 = const

h : độ cao của tiết diện S so với mức gốc

v : vận tốc chất lưu chảy qua tiết diện S

p : áp suất tĩnh của chất lưu tại tiết diện S

