Summary
Samenvatting-Cel I: Fysica
- Course
- Institution
In dit document vindt u een volledige samenvatting van het partim Fysica uit Cel 1: Fysische en Chemische grondslagen.
[Show more]
Seller
Follow
frievanbavel
Content preview
Fysische en chemischegrondslagen
I. Viscoelasticiteit van biologische materialen en
lichaamsvloeistoffen
1. Elasticiteit
- Wet van Hooke: 𝐹 = (-)𝑘𝑥
o Geometrie, vorm, afmetingen en elasticiteit => mate van vervorming
- 𝐹/𝑂 = 𝐸 (𝑙/𝑙)
- Elasticiteitsmodus E:
o Compressie, extensie, buiging, afschuiving, torsie
o Evenredigheidsconstante specifiek voor het materiaal
o In druk, Pascal
o Hoe groter, hoe meer druk er nodig is voor vervorming
- σ=Eε
o Relatieve rek (strain): ε
o Materiaalspanning (stress): σ
- τ = Gγ
o Afschuiving (shear stress) τ= F/A
o Afschuiving respons (shear strain) γ=tan(hoek)
Vervormingsspanning (stress) is evenredig met de relatieve vervorming (strain)
2. Energie in elastische media
- Potentiële energie in het systeem komt vrij als kinetische E uit elongatie (delta x)
𝑈 = ∫ 𝑘(𝑥 − 𝑥0)𝑑𝑥 = 1/2 𝑘(𝑥 − 𝑥0 )²
- Uitrekking:
𝑈 = ∫ 𝐹𝑑𝑙 = ∫ 𝜎𝑂𝑙𝑑= 1/2 𝑉𝐸² = 1/2 𝑉𝜎
(zie grenzen, niet getypt)
- Mechanische energie blijft behouden, terugkeer naar oorspronkelijke toestand via
gelijke curve = oscillerende beweging
3. Stress-strain curves
- Kleine belasting: elastische vervorming
- Elastische limiet El (tot hier elastisch)
- Grote belasting: permanente vervorming
- Yield punt Yp
- UTS (ultimate tensile stress), breekpunt/ fracture/failure
4. Viscositeit
- Laagsgewijze (laminaire) stroming
𝑣(𝑦) = 𝑣𝑑 * 𝑦/𝑑
Snelheidsgradiënt of shear rate: 𝑣𝑑/𝑑 (algemeen: dv/dy)
, - Schuifkrachten/shear forces
𝐹 = 𝜂 𝐴 𝑑𝑣/𝑑𝑦
= 𝜂 𝑑𝑣/𝑑𝑦
- Schuifkrachten voor Newtoniaanse vloeistoffen
(𝑡) = 𝜂 𝑑(𝑡)/𝑑𝑡 (met n in Pa*s)
Hoe groter snelheid bovenstaande plaat, hoe groter remmende schuifkrachten
Visceus lichaam keert NIET terug naar oorspronkelijke situatie
5. Viscoelasticiteit
- Tijdschaal speelt een rol! (bij elasticiteit niet)
o Hoe hoger vervormingstempi, hoe hoger stress/materiaalspanning bij dezelfde
strain/deformatie
- Kruip
o Constante spanning, deformatie stijgt ifv de tijd
o Afname rek/deformatie bij stoppen van spanning
- Stress relaxatie
o Constante deformatie, verlies van kracht
- Hysteresis
o Epot wordt niet gerecupereerd bij wegvallen van belasting
o Stress-strain curves van belasten en ontlasten vallen niet samen
6. Rheologie van mucus: mucoviscidose
- Rheologie =capaciteit om te deformeren en weg te vloeien
- Bronchiaal epitheel:
o Onderaan PCL (lage visc) en bovenaan ASF (hoge visc)
- Viscoelastische gel mucus/sputum
o Elastisch drempelwaarde visceus
o Hoe hoger viscositeit, hoe hoger drempelwaarde
Mucus/sputum hoge viscositeit--> elastisch gedrag: vloeien niet weg
o Hoge visc + PCL dunner
--> visceuze laag (ASF) hindert beweging trilhaartjes want heeft hoge
viscositeit =>hoge drempelwaarde =>elastisch gedrag: geen beweging,
volledig terugkeren naar oorspronkelijke situatie
=> sterk gereduceerde mucociliaire klaring van het sputum
=> stijging viscositeit
II. Druk en stromingen in het lichaam
1. Druk en volumedebiet
- Vaste stoffen
o Eigen vorm en volume
- Vloeistoffen
o constant volume, geen eigen vorm
- Gassen
o Geen vaste vorm en geen constant volume
, - Druk: p=F/s
- Volumedebiet (kg/A) en massadebiet (m³/A)
2. De stromingsregimes
- Stationaire (of niet-stationaire) stroming
o Snelheid vaste waarde op bepaald punt
o Bij lage snelheden
o Bv: getijdenstroom, waterval
- Wervelvrije of turbulente stroming
o Draaibewegingen, angulaire snelheid bij turbulentie
- Compressievrije (of samendrukbare) stromingen
o Bij hoge snelheden compressievrij, lage snelheden samendrukbaar
o Constante massadichtheid (plaats-en tijdsonafhankelijk)
- Visceuze of niet-visceuze stromingen
o Dissipatie van mechanische energie
o Viscositeit altijd aanwezig!
Ideaal fluïdum = stationair + wervelvrij + compressievrij + niet-visceuze stroming
3. De continuïteitsvergelijking
3.1. Stroomlijn en stroombuis
- Fluïdum kan zijdelings de stroombuis niet verlaten
3.2. Continuïteitvergelijking
- Wet behoud massadebiet: rho*v*A = cte
- Wet behoud volumedebiet: v*A=cte (want compressievrij)
4. Verband tussen stromingssnelheid en druk bij een niet-visceus fluidum: de vergelijking
van Bernoulli
--> niet visceus --> som krachten =0
𝒑 + 𝝆𝒈𝒚 + 𝟏/𝟐 𝝆 𝒗² = 𝒄𝒐𝒏𝒔𝒕𝒂𝒏𝒕
totale energie fluidumelement bij een niet-visceuze stroming is constant
Bijzondere gevallen:
- Diameter buis verandert niet
o Snelheid constant (3de term, Ekin valt weg)
o Drukverschil = hydrostatische druk
- Horizontale buis die verandert in diameter
o 2de term (met y) valt weg
Druk kleinst als snelheid het grootst is en de stroomlijnen het dichts bij elkaar
liggen (kleinste diameter)
- Bloedsomloop: 𝝆𝒈𝒚-term!!! (= hydrostatische druk)
o Door vernauwing lokale drukdaling toename turbulenties na occlusie
p2-p1=1/2 rho*v² (1-(A1/A2)²)
o Systolische druk thv rechteratrium: 16kPa (120mmHg)
o Snelheid bloed aorta: 0,5m/s
The benefits of buying summaries with Stuvia:
Guaranteed quality through customer reviews
Stuvia customers have reviewed more than 700,000 summaries. This how you know that you are buying the best documents.
Quick and easy check-out
You can quickly pay through credit card or Stuvia-credit for the summaries. There is no membership needed.
Focus on what matters
Your fellow students write the study notes themselves, which is why the documents are always reliable and up-to-date. This ensures you quickly get to the core!
Frequently asked questions
What do I get when I buy this document?
You get a PDF, available immediately after your purchase. The purchased document is accessible anytime, anywhere and indefinitely through your profile.
Satisfaction guarantee: how does it work?
Our satisfaction guarantee ensures that you always find a study document that suits you well. You fill out a form, and our customer service team takes care of the rest.
Who am I buying these notes from?
Stuvia is a marketplace, so you are not buying this document from us, but from seller frievanbavel. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $9.09. You're not tied to anything after your purchase.
Can Stuvia be trusted?
4.6 stars on Google & Trustpilot (+1000 reviews)
53022 documents were sold in the last 30 days
Founded in 2010, the go-to place to buy study notes for 14 years now