Основные понятия механики материалов: Закон Гука. Диаграмма растяжения


НазваниеОсновные понятия механики материалов: Закон Гука. Диаграмма растяжения
страница6/18
Дата публикации01.05.2013
Размер0.92 Mb.
ТипЗакон
userdocs.ru > Физика > Закон
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   18
^

Физические основы гидро- и гемодинамики



1. К ньютоновским жидкостям относятся:
a) вода;

b) суспензии;

c) растворы и расплавы полимеров;

d) любой органический растворитель;

e) кровь.
К ньютоновским жидкостям относятся однородные жидкости, вязкость которых не меняется при изменении градиента скорости. Примерами таких жидкостей являются вода, органические растворители.
^ 2. Вязкость ньютоновской жидкости зависит от:

a) температуры;

b) природы жидкости;

c) скорости течения;

d) градиента скорости.
Ответ проиллюстрируем конкретными цифрами:


Жидкости

Вода

Этиловый спирт

t0C

, мПа·с

t, 0C

, мПа·с

20

1,00

20

1,200

40

0,66

40

0,834

60

0,470

60

0,592


Вывод:

1) вязкость ньютоновской жидкости при увеличении температуры уменьшается (зависит от температуры);

2) вязкость ньютоновской жидкости разная у разных жидкостей (зависит от природы вещества.
^ 3. К неньютоновским жидкостям относятся:
a) вода;

b) кровь;

c) эмульсии;

d) суспензии;

e) органические растворители.
К неньютоновским жидкостям относятся те жидкости, вязкость которых зависит от градиента скорости . Это связано с тем, что структура таких жидкостей изменяется при изменении данной величины. К ним относятся неоднородные жидкости, например, эмульсии, суспензии и кровь.
4. Установите соответствие между физической величиной и формулой для ее вычисления:


  1. Расход жидкости (объемная скорость течения) Q




  1. Гидравлическое сопротивление X при течении вязкой жидкости по цилиндрической трубе




  1. Разность давления (р) на концах трубы




  1. Число Рейнольдса Re


  1. QX

5) Линейная скорость равномерного течения жидкости 





Расход жидкости Q по определению равен: Q =.

Основная формула, определяющая объем жидкости V, который протекает через любое сечение трубы за время t:  (1),

где r – радиус трубы; l – ее длина; p – разность давления на концах трубы;  – вязкость жидкости. Формула (1) – формула Пуазейля.

Формулу Пуазейля можно записать в следующем виде: . (2)

Сравнивая формулы (1) и (2), получим, что гидравлическое сопротивление Х . Разность давления p на концах трубы . Если при равномерном течении частицы жидкости проходят путь L за время t , то линейная скорость течения жидкости равна =.

Различают два режима течения вязкой жидкости – ламинарный и турбулентный. Условия перехода от одного режима к другому зависят от значения числа Рейнольдса (Re); Re = , где  – плотность жидкости;  – средняя скорость течения по трубе; – диаметр трубы.
5. Установите соответствие между названием формулы и еe видом:


  1. Уравнение Ньютона для силы внутреннего трения, действующей между слоями вязкой жидкости




  1. Формула Стокса для силы сопротивления движению шарика в вязкой жидкости




  1. Формула Гагена – Пуазейля для расхода жидкости




  1. Условие неразрывности струи для вязкой жидкости





Между слоями движущейся вязкой жидкости возникают силы трения, которые направлены по касательной к поверхности перемещающихся слоев и величина которых определяется уравнением Ньютона: Fтр =   S, где  – вязкость жидкости; S – площадь соприкосновения движущихся слоев; – градиент скорости, причем x изменяется вдоль оси, перпендикулярной направлению движения жидкости.

Если рассматривать движение шарика в вязкой жидкости, то сила сопротивления движению шарика определяется формулой Стокса: , где r – радиус шарика;  – скорость его равномерного движения.

Формула Гагена – Пуазейля определяет объемную скорость течения жидкости Q (расход жидкости):

,

где r – радиус трубы; l – ее длина; p – разность давления на концах трубы;  – вязкость жидкости.

^ Уравнение неразрывности струи: .
6. Укажите соответствие между физической величиной и формулой для еe вычисления:



  1. Общее гидравлическое Xоб для двух последовательно соединенных труб


  1. Xоб=(Х1 + Х2)

  1. Общее гидравлическое Xоб для двух параллельно соединeнных труб





При установлении закономерностей в гидродинамике часто проводится аналогия с закономерностями, определяющими прохождение тока по электрическим цепям.

Известно, что при последовательном соединении проводников с сопротивлениями R1, R2 и т.д., их общее сопротивление Rоб равно сумме всех сопротивлений:

Rоб = R1 + R2 +…..+ Rn.

Аналогичную закономерность мы имеем в гидродинамике.

Общее гидродинамическое сопротивление последовательно соединенных труб Хоб = Х1 + Х2 +…..+ Хn. Для двух труб: Хоб = Х1 + Х2.

^ При параллельном соединении проводников: .

Для двух проводников или .

Аналогично в гидродинамике для двух параллельно соединенных труб:

.
^ 7. Распределите по степени возрастания линейной скорости сосуды большего круга кровообращения (от меньшего значения к бόльшему):
a) артериолы;

b) вены;

c) капилляры;

d) магистральные артерии;

e) аорта.
В основе оценки распределения скоростей в разных отделах большого круга кровообращения лежит условие неразрывности струи:, где ^ Q – объeмная скорость кровотока, которая в любом сечении сердечно-сосудистой системы одинакова; S – суммарная площадь поперечного сечения всех кровеносных сосудов одного уровня ветвления: S кап >Sартериол>Sвен>Sмагист.артер.>Sаорты.

Так как , то кап < артериол< вен< магист.артер.< аорты.
8. Диаметр бедренной артерии равен 0,4 см, толщина стенки – 0,04 см, плотность крови 1,1 г/см3. Если модуль Юнга стенки этой артерии равен 891 кПа, то скорость пульсовой волны в данном сосуде равна… м/с.
По условию задачи дано:

d =0.4 см = 4∙10-3 м

h = 0,04 см = 4∙10-4 м

ρ = 1,1 г/см= 1,1∙103 кг/м3

E = 891кПа = 891∙103 Па

 - ?

Скорость пульсовой волны определяется по формуле: .

Подставляем в эту формулу данные из условия задачи и производим расчет.
9. Диаметр медицинского шприца 1 см. Сила, которую нужно приложить к его поршню, чтобы ввести лекарство в вену, в которой давление крови составляет 18 мм. рт. ст., равна … Н.
По условию задачи дано:

d =1 см = 1∙10-2 м

р = 18 мм рт.ст=2399,4 Па

F- ?


Давление – это сила, действующая на единицу площади (S=1 м2) поверхности в перпендикулярном к поверхности направлении: формулы (1) выражаем силу:

F=pS. (2)

Давление в системе СИ измеряется в ; эта единица называется паскаль (Па).

Внесистемная единица 1 мм. рт. ст. = 133,3 Па.

Площадь сечения медицинского шприца: S = (он в сечении круглый). (3)

Подставим выражение (3) в формулу (2) и получим:. (4)

В формулу (4) подставим значения из условия и произведем расчет.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   18

Похожие:

Основные понятия механики материалов: Закон Гука. Диаграмма растяжения iconКалендарно-тематический план проведения занятий
Основные понятия теории цепей. Идеализация источников энергии. Основные законы электрических цепей. Эквивалентные преобразования...
Основные понятия механики материалов: Закон Гука. Диаграмма растяжения iconДисциплина "Электротехника" Группа м-211 Семестр 3 Учебный год 2012/2013...
Основные понятия теории цепей. Идеализация источников энергии. Основные законы электрических цепей. Эквивалентные преобразования...
Основные понятия механики материалов: Закон Гука. Диаграмма растяжения iconИсаак Ньютон
«Математические начала натуральной философии», в котором он изложил закон всемирного тяготения и три закона механики, заложившие...
Основные понятия механики материалов: Закон Гука. Диаграмма растяжения iconЗакон оптимума. Стено- и эврибионты. Закон индивидуальности экологии...
Уровни организации жизни, изучаемые экологией. Основные понятия (определения) экологии. Разделы и задачи общей (биологической) и...
Основные понятия механики материалов: Закон Гука. Диаграмма растяжения iconФедеральный закон
Для целей настоящего Федерального закона используются следующие основные понятия
Основные понятия механики материалов: Закон Гука. Диаграмма растяжения iconФедеральный закон об административном надзоре
Для целей настоящего Федерального закона используются следующие основные понятия
Основные понятия механики материалов: Закон Гука. Диаграмма растяжения iconЗакон Гука при кручении. Рациональная форма поперечного сечения вала
Система сходящихся сил. Способы сложения двух сил. Разложение сил на две составляющие
Основные понятия механики материалов: Закон Гука. Диаграмма растяжения iconОсновные понятия о технологическом процессе изготовления рэс
Технология наука о закономерностях превращения материалов, полуфабрикатов, энергии в готовое изделие, о путях рационального использования...
Основные понятия механики материалов: Закон Гука. Диаграмма растяжения iconЗакон самарской области
Основные понятия, применяемые в настоящем Законе в области физической культуры и спорта
Основные понятия механики материалов: Закон Гука. Диаграмма растяжения iconЗакон Российской Федерации от 6 мая 2011 г. N 100-фз "О добровольной пожарной охране"
Для целей настоящего Федерального закона используются следующие основные понятия
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2020
контакты
userdocs.ru
Главная страница