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problema su fluidi

  

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Se un vaso sanguigno presenta un restringimento del 7% cosa accade alla velocità del sangue,
assumendo che si comporti come un fluido ideale?  Vuole sapere quanto aumenta la velocità in percentuale

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L'equazione di continuità stabilisce che il flusso attraverso un tubo di un fluido incomprimibile è costante; allora

\[\mathcal{A}_1 \cdot v_1 = \mathcal{A}_2 \cdot v_2 \iff v_1 = \frac{\mathcal{A}_2}{\mathcal{A}_1} \cdot v_2 \implies v_1 = \frac{0,93\mathcal{A}_1}{\mathcal{A}_1} \cdot v_2 = 0,93 \cdot v_2\,.\]

Allora

\[\left(\frac{v_2 - v_1}{v_1}\right) \times 100 = \left(\frac{\frac{v_1}{0,93} - v_1}{v_1}\right) \times 100 = \left(\frac{1}{0,93} - 1\right) \times 100 \approx 7,53\%\,.\]

Curiosità

Viene specificato "fluido ideale" in quanto, altrimenti, tale risoluzione sarebbe stata una mera approssimazione del caso di un fluido viscoso, quale il nostro sangue:

Esso ha un moto pseudo-laminare; tuttavia, aumentando il coefficiente di Reynolds, indice del grado di turbolenza, ad esempio attraverso l'applicazione di un laccio emostatico o compressore, è possibile rendere il suo moto turbolento, permettendo di misurare, tramite i noti "battiti" causati da tale turbolenza, la pressione sanguigna attraverso uno sfigmomanometro.

 



3

Un liquido ideale (ma non un fluido qualsiasi) mantenuto, da una pompa di potenza costante, in moto in una condotta rigida orizzontale mantiene costante nel tempo e uniforme nello spazio la portata q, prodotto fra le sezione S(x) nella posizione x e la velocità di scorrimento v.
Se il "restringimento del 7%" riguarda una misura lineare L della sezione S = k*L^2 allora
* q = S*v = s*V ≡ S/s = V/v ≡ k*L^2/(k*(93*L/100)^2) = V/v ≡ V/v = 10000/8649 ~= 1.1562
e la velocità aumenta quasi del 16%.
Se il "restringimento del 7%" riguarda la superficie della sezione allora
* q = S*v = s*V ≡ S/s = V/v ≡ S/(93*S/100) = V/v ≡ V/v = 100/93 = 1.(075268817204301)
e la velocità aumenta poco più del 7.5%.

@exprof 👍👌👍



2

Q = S v

0.93 So * k vo = So vo

k = 1/0.93 = 1.0753 => la velocità aumenta del 7.5 %

@eidosm grazie mille

 

 

 

@eidosm 👍👌👍



2

La portata Q rimane costante  e riferendo il restringimento alla sezione  si ha : 

ΔV = 100*(1/0,93-1) = 7,527 %



2

 A1 * v1 = Ao * vo; (Portata costante);

Ao > A1; allora la velocità v1 aumenta nel restringimento;

A1 = Ao - Ao * 7/100 = Ao * (1 - 7/100);   (l'area A1 si restringe di 7/100 rispetto ad Ao;

A1 = Ao * (100/100 - 7/100) = Ao * 93/100;

Ao * 93/100 *  v1 = Ao * vo;

93 100 * v1 = vo

v1 = vo * 100 /93 ;

v1 = 1,075 vo;

v1 - vo = 1,075 vo - vo = 0,075 vo;

aumento percentuale = 0,075 vo / vo = 0,075;

aumento percentuale della velocità = 7,5/100 = 7,5 %.

Ciao  @marco-defe

 

@mg 👍👌🌷👍



Risposta
SOS Matematica

4.6
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