Corso di Laurea in LOGOPEDIA corso integrato FISICA

Corso di Laurea in LOGOPEDIA corso integrato FISICA - disciplina FISICA MEDICA ENERGIA NEI FLUIDI nei SISTEMI BIOLOGICI con applicazioni al sistema circolatorio -TEOREMA DI BERNOULLI E APPLICAZIONIAL SISTEMA CIRCOLATORIO -PRESSIONE IDROSTATICA E APPLICAZIONI FISIOLOGICHE -SPINTA DI ARCHIMEDE ENERGIA FLUIDI 1

TEOREMA di BERNOULLI 1 S 1 DV 1 h 1 Dt determinato l 1 p 1 ® v 1 Dh l 2 S 2 p 2 ® suolo DV 2 v 2 2 h 2 fluido perfetto (forze di attrito nulle) (liquido non viscoso : h = 0) condotto rigido moto stazionario (Q = costante S 1 v 1 = S 2 v 2) ENERGIA FLUIDI 2

ENERGIA di PRESSIONE nei LIQUIDI ® ® F e l hanno uguali direzione e verso normale alla superficie S l ® F S F p= S F=p. S ® ® L = F l = p S l = p DV Ep = p DV ENERGIA FLUIDI 3 ® S l = DV

moto stazionario DV = costante (Dt determinato) principio di conservazione dell'energia T = 1 m v 2 2 U=mgh Ep = p S l = p DV T = DV U = DV Ep = DV 1 d v 2 2 + dgh + p = TEOREMA di BERNOULLI ENERGIA FLUIDI 4

TEOREMA di BERNOULLI Etotale = dg h + p + 1 d v 2 = costante 2 DV liquidi non viscosi condotti rigidi moto stazionario applicabile con buona approssimazione al sangue e ai condotti del sistema circolatorio ENERGIA FLUIDI 5

applicazione 1 sistema circolatorio condotto uniforme orizzontale p 1 v® p 2 1 S 2 ® v 2 }BERNOULLI v = costante h = costante {S = S h 1 = h 2 1 2 Q = costante S 1 v 1 = S 2 v 1 = v 2 p = costante forze di attrito viscoso : dissipazione di energia (J cm– 3) 1 d v 2 + dg h + p = 1 d v 22 + dg h 2 + p 2 + 1 1 1 2 2 p 1 = p 2 + A p 2 < p 1 – p 2 = A ENERGIA FLUIDI 7 A

applicazione 2 S 1 v® 2 ® v 1 p 2 p 1 v 12 v 22 + = + dg dg 2 g 2 g aneurisma h 1 = h 2 Q = costante S 1 v 1 = S 2 v 2 S 2 > S 1 v 2 < v 1 p 2 > p 1 aneurisma tende a peggiorare attriti trascurabili per modeste dimensioni condotti quasi rigidi per modeste dimensioni moto quasi stazionario su modeste distanze ENERGIA FLUIDI 7

applicazione 3 S 1 S 2 ® v 1 stenosi h 1 = h 2 Q = costante S 1 v 1 = S 2 v 2 ® v 2 p 1 v 12 v 22 + = + dg dg 2 g 2 g S 2 < S 1 v 2 > v 1 p 2 < p 1 stenosi tende a peggiorare attriti trascurabili per modeste dimensioni condotti quasi rigidi per modeste dimensioni moto quasi stazionario su modeste distanze ENERGIA FLUIDI 8

PRESSIONE IDROSTATICA ® ® F = forza peso = m g A DS h d=m V m=d. V V = DS h m g d V g d DS h g F p= = =dgh DS DS p=dg h ENERGIA FLUIDI 9

h (cm) p (mm. Hg) EFFETTI FISIOLOGICI della (valori medi) PRESSIONE IDROSTATICA – 60 0 +60 +120 h (cm) 00 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 p=dg h – + arteria tibiale esempio : h = 100 cm d = 1 g cm– 3 g = 980 cm s– 2 p = d g h = 1 x 980 x 100 barie = = 10 5 barie =76 mm. Hg pv pa pressione venosa pressione arteriosa 10 ENERGIA FLUIDI

h (cm) p (mm. Hg) EFFETTI FISIOLOGICI della (valori medi) PRESSIONE IDROSTATICA 40 – 60 – 0 + +60 +120 h (cm) 00 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 pv pa posizione eretta – + p = psangue + dg h h(cuore) = 0 ritorno venoso circolazione cerebrale posizione orizzontale p = psangue pressione venosa pressione arteriosa ENERGIA FLUIDI 11

® forza SPINTA di ARCHIMEDE ® h 2 h 1 F 1 SA = – F 1 + F 2 = F 2 – F 1 = = S d g (h 2 – h 1) = V=SDh Dh S = S d g Dh = V d g = m g spinta di Archimede ® F 2 SA = m g variazione di pressione idrostatica sul corpo m = massa di liquido spostato direzione e verso = verticale verso l'alto ENERGIA FLUIDI 18