Bài giảng: CƠ HỌC CHẤT LƯU – CHUYỂN ĐỘNG CỦA MÁU TRONG HỆ TUẦN HOÀN

Chia sẻ: Lanh Nguyen | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:46

Thêm vào BST

Báo xấu

375
lượt xem 33
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

1- Chất lưu Là chất có thể chảy được ( bao gồm các chất lỏng và chất khí ) Chất lưu lý tưởng : Là chất lưu hòan tòan không nén được và không có lực ma sát nhớt

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng: CƠ HỌC CHẤT LƯU – CHUYỂN ĐỘNG CỦA MÁU TRONG HỆ TUẦN HOÀN

CƠ HỌC CHẤT LƯU – CHUYỂN ĐỘNG CỦA MÁU TRONG HỆ TUẦN HOÀN 1
Mục tiêu  Trình bày được các định luật cơ bản về tĩnh học chất lưu  Trình bày được nội dung , ý nghĩa của phương trình liên tục – phương trình Bernoulli và ứng dụng  Trình bày được nội dung phương trình Poiseuille , phân tích ảnh hưởng của độ nhớt đến sự chuyển động của chất lỏng thực  Hiểu được quy luật về sự chuyển động của máu trong cơ thể. 2
Nội dung  CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN  TĨNH HỌC CHẤT LƯU  ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT LƯU LÝ TƯỞNG  ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT LƯU THỰC  CHUYỂN ĐỘNG CỦA MÁU TRONG HỆ TUẦN HOÀN 3
I/ CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1- Chất lưu • Là chất có thể chảy được ( bao gồm các chất lỏng và chất khí ) • Chất lưu lý tưởng : Là chất lưu hòan tòan không nén được và không có lực ma sát nhớt 4
2- Khối lượng riêng và áp suất : - Khối lượng riêng ρ: (môi trường liên tục) Khối lượng riêng của chất lưu tại M là : đồng chất dm không nén được m ρ = dV ρ = V ( kg / m ) 3 dV : yếu tố thể tích bao quanh điểm M dm :khối lượng của chất lưu chứa trong dV 5
- Áp suất p dFn + Áp súât chất lưu gây ra tại M là : dS mọi nơi trên S dFn như nhau Fn p = dS p = S (N/m ) 2 dFn là áp lực do chất lưu tác dụng vuông góc lên diện tích dS đặt tại điểm M . + Đặc biệt : áp súât tại một điểm M trong chất lưu là một đại lượng vô hướng Trong hệ SI : đơn vị đo áp súât là N/m2 hay còn gọi là Pascal (1 Pa = 1 N/m2) Ngòai ra : 1 mmHg = 133,32 N/m2 = 1 torr (Torricelli ) 1 atm = 1,013.105 N/m2 = 760 mmHg 1 at = 9,81.104 N/m2 = 736 mmHg 6
II/ TĨNH HỌC CHẤT LƯU 1- Áp súât thủy tĩnh (phương trình cơ bản của Tĩnh học chất lưu) Lấy một khối chất lưu lý tưởng, p1 z nằm yên,trong trọng trường đều F2 = p2S (g = const) dạng hình trụ . S z1 • Điều kiện cân bằng : P = mg ρ m F2 = F 1 + P F1 = p1S z2 p2 ⇔ p2 S = p1S + mg (h 1) ⇔ p2 S = p1S + ρVg ⇔ p2 S = p1 S + ρ S(z1 – z2) g ⇔ p2 = p1 + ρg (z1 – z2) 7
Chọn z1 = 0( mặt thoáng) , p1= p0 = 1 atm ( áp suất khí quyển) , z2 = z , z1 – z2 = -z = h > 0 Áp suất ở độ sâu h là : p = p0 + ρ g h áp suất thủy tĩnh áp suất áp kế (thủy lực) Do ρ, g không đổi nên áp suất thủy tỉnh p tăng theo độ sâu h . p1 z z F2 = p2S p0 không khí z1=0 S z1 h Nước P = mg ρ m z2 F1 = p1S p (h.2) p2 z2=z (h 1) 8
Hệ quả • h1 = h2 → p1 = p2 :cùng một mặt phẳng ngang thì áp suất tương ứng bằng nhau (gọi là mặt đẳng áp ) dù bình chứa có bất kỳ hình dạng nào Tương tự mặt thoáng ( p = p0) của một chất lưu nằm yên phải là mặt nằm ngang ( h = 0 ) . Tuy nhiên , điều này chỉ đúng đối với các mặt thoáng cỡ trung bình . ρ dầu = 0,9.103 kg/m3 ρ nước = 1,0.103 kg/m3 kgkgkg/m3 9
• 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 h vào ống thì cột nước đã cao 10 m , điều đó đã tạo ra một chênh lệch áp suất khoảng 105 N/m2 ( tương tự ta lặng sâu xuống 10 m nước ),có thể vỡ thùng Tô nô. Thùng tô nô PASCAL
- Áp dụng • Bình thông nhau : Chất lưu đồng nhất ,các mặt thoáng tự do đều nằm trong mặt phẳng ngang . • Xiphông (Siphon) ống chứa đầy chất lưu Đầu C của ống đặt thấp hơn mặt thoáng A của chất P0 A lỏng trong bình . B pC = p0 + ρgh h C = pA + ρgh ⇒ pc > pA : Khi mở nút ,chất lỏng chảy ra ngoài . 11
Bài toán : Một ống hình chữ U chứa hai chất lỏng cân bằng tĩnh ( nằm yên) : Khối lượng riêng nước ρn =103 kg/m3 . Đo l = 135 mm và d = 12,3 mm . Tính kh ối lượng riêng ρx của dầu? Giải: - Gọi pt là áp suất tại mặt tiếp xúc Dầu - Nước bên nhánh trái (dưới mặt Dầu d thoáng của dầu,một khoảng l+d) Nước l Mặt phân cách Ta có : pt = p0 + ρx g (l + d) pt pp (H 4) 12
• Gọi pp là áp suất bên nhánh phải ngang cùng mức với mặt tiếp xúc trên (dưới mặt thoáng của nước m ột khoảng là l) ta lại được : pp = p0 + ρng l • Vì thông nhau bằng nước (ở dưới mặt tiếp xúc Dầu – Nước) nên : pt = pp ⇔ p0 + ρx g (l + d) = p0 + ρng l l ⇔ ρx = ρn l + d 135 mm = 1000kg/m3 135 mm + 12,3 mm = 916 kg/m 3 13
2/ Định luật Pascal : a- Phát biểu: Một độ biến thiên áp suất tác dụng vào một chất lưu bị giam kín, được truyền không thuyên giảm cho mọi phần của chất lưu và cho thành bình . Thật vậy: Từ p2 = p1 + ρg (z1 – z2) Vì ρg (z1 – z2) = const → ∆p2 = ∆ p1 VD: thao tác Heimlich( bệnh nhân bị hóc), … 14
b- Đòn bẫy thủy tỉnh(máy ép thủy lực): Nguyên tắc hoạt động: F1 F2 Chất lưu = chất lỏng không chịu nén Áp suất tác dụng vào 1 ất lỏng là : d2 Fch S2 S1 p= S1 d1 p Áp suất truyền nguyên vẹn gây ra một lực hướng lênF22 . F p= S2 h.6 F1 F2 S2 = F2 = F1 S1 S 2 S1 Biến đổi lực nhỏ thành ⇒ Hay (*) một lực lớn hơn 15
Diện tích S2 lớn hơn S1 bao nhiêu lần thì lực F2 lớn hơn F1 bấy nhiêu lần Để ý : (CL không chịu nén ) V1 = V2 → S1d1 = S2d2 S2/S1= d1/d2 Từ (*): F2/F1 = d1/d2 hay F2d2 = F1d1 Biến đổi lực nhỏ thành một lực lớn hơn bao nhiêu lần thì quảng đường dịch chuyển nhỏ hơn bấy nhiêu lần (Công A= F2d2 = F1d1 là không đổi :đòn bẫy thủy tĩnh ) Ứng dụng : máy ép , con đội …….. 16
3/ Nguyên lý Archimede a- Phát biểu : Túi Một vật nhấn chìm hoàn toàn hoặc Nư chất một phần trong một chất lưu sẽ chịu ớc dẻo uu r Nư tác dụng của một lực nổi FA (lực ớc đẩy Archimede) có cường độ bằng trọng lượng của khối chất lưu bị FA vật chiếm chỗ . FA FA = ρVg P Gỗ 0 FA FA :Lực đẩy (lực hướng lên Archimède) nước P đá ρ: khối lượng riêng cuả chất lưu P Nước V :Thể tích của khối chất lưu bị vật chiếm chỗ g: gia tốc trọng trường 17
b- Sự cân bằng của vật nổi : Một vật nhúng chìm trong chất lưu thì có th ể xảy ra 3 trường hợp sau : Nếu gọi ρ0, ρ lần lượt là khối lượng riêng vật và chất lưu : 1- P > FA ↔ ρ 0Vg > ρ Vg ↔ ρ 0 > ρ : Vật chìm xuống đáy bình chứa 2- P = FA ↔ ρ 0 = ρ : Vật nằm cân bằng (lơ lửng) 3- P < FA ↔ ρ 0 < ρ : vật nổi lên (vật nổi lên và tiếp tục nhô 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 ). 18
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 : F A = ρ n Vn g Khi đat cân bằng: ρ bVg = ρ nVng Suy ra tỷ lệ : V − Vn = 1 − Vn = 1 − ρ b V V ρn 917 kg / m3 1024 kg / m3 = 1- = 0,1 hay 10% 19
III/ ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT LƯU LÝ TƯỞNG 1/ Các khái niệm • Đường dòng : Là đường mà tiếp tuyến với nó tại mỗi điểm trùng với vecto vận tốc của phân tử chất lưu tai 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 r v (a) (b) 20