Определите коэффициент динамической вязкости ньютоновской жидкости, если при касательном напряжении 5 Па скорость сдвига составила 13 1/с.

Реология и гемодинамика

 

Г.М. Стюрева, В.С. Воеводский, А.А. Синицын,И.Ю. Ситанская. СБОРНИК КОНТРОЛЬНО - ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ по медицинской и биологической физике для студентов стоматологических и лечебных факультетов

медицинских вузов (обучающихся по специальности 060101.65 - Лечебное дело и 060201.65 - Стоматология) ЧАСТЬ 1

 

Определите напряжение при сжатии дентина зуба до относительной деформации 0,01, если считать дентин зуба упругим материалом с модулем Юнга равным 18600 МПа.

1.4. Подсчитайте относительное изменение объема в процентах при растяжении на 4 % образца сплава золота. Коэффициент Пуассона для сплава примите равным 0,42

1.5. Подсчитайте объем, который будет иметь цилиндрический образец, изготовленный из парафина, при его удлинении на 4 %.Первоначальный объем образца был 72 мм ³. Коэффициент Пуассона парафина равен 0,5.

Образец «ортосила – М» -материала для силиконовых базисных подкладок начальной длины 11 мм подвергается растяжению до относительной деформации равной единице. Определите получившуюся при этом длину образца. Модуль Юнга материала считать равным 80 МПа.

Цилиндрический образец с начальной длиной 10,00 мм изготовленный из сплава золота 900-й пробы подвергался испытаниям на растяжение. При этом его длина увеличилась до 10,70 мм, а диаметр уменьшился с 7,00 мм до 6,80 мм. Определите коэффициент Пуассона сплава.

Образец брыжейки начальной длины 11 мм подвергается растяжению до относительной деформации равной единице. Определите получившуюся при этом длину образца. Модуль Юнга брыжейки считать равным 0,9 МПа.

Образец брыжейки начальной длины 11 мм подвергается растяжению до относительной деформации равной единице. Определите получившуюся при этом длину образца. Модуль Юнга брыжейки считать равным 0,9 МПа.

Образец выйной связки быка с начальной длиной 1 см был медленно растянут до длины 2 см. При длине 2 см было зарегистрировано напряжение 14 кПа. Предполагая, что материал образца линейно упругий, определите значение модуля упругости.

2.12. Подсчитайте, какой объем будет иметь цилиндрический образец, изготовленный из пробки, при его удлинении на 5 %. Если первоначальный объем образца был 105 мм³. Коэффициент Пуассона пробки равен нулю.

Определите коэффициент динамической вязкости ньютоновской жидкости, если при касательном напряжении 5 Па скорость сдвига составила 13 1/с.

2.20. Напряжение в упругом элементе модели упруговязкого тела составляет 38 Па. Модуль упругости упругого элемента равен 2 Па, динамическая вязкость ньютоновского элемента равна 9,99 Па×с. Определите напряжение в вязком элементе.

2.21. Вещество, реологическое поведение которого соответствует модели Максвелла, находится под действием постоянного напряжения 23 Па. Спустя 55 секунд после внезапного приложения указанного напряжения относительная деформация ньютоновского элемента в модели составила 9 %. Определите динамическую вязкость модели.

2.23. При испытании на релаксацию механического напряжения упруговязкое тело мгновенно деформируют до значения относительной деформации 0,14. В момент окончания деформирования напряжение составило 326,0 мПа. Определите напряжение спустя 0,5 с, если динамическая вязкость ньютоновского элемента равна 75,0 мПа×с, а модуль упругости элемента Гука равен 150,0 мПа.

2.25. Относительная деформация упругого элемента вязкоупругой системы равна 0,3. Модуль упругости упругого элемента равен 6 Па, а коэффициент вязкости вязкого элемента равен 18 мПа ×с. Определите относительную деформацию вязкого элемента.

2.26. Материал, поведение которого описывается вязкоупругой моделью, находится под действием постоянно приложенного напряжения равного 157 Па. Определите значение максимальной относительной деформации, если коэффициент кинематической вязкости ньютоновского элемента равен 0,03 м²/с, модуль упругости элемента Гука Е = 43 Па, плотность материала равна 1050 кг/м³.

2.27.. Вязкоупругое тело испытывают на ползучесть. Коэффициент вязкости вязкого элемента равен 6 Па×с, а модуль упругости упругого элемента равен 4 Па. Определите значение относительной деформации спустя время t = 870 с после приложения напряжения. Если напряжение в теле поддерживалось постоянным и равным 17 Па.

2.28. Определите скорость деформации сдвига, которую вызовет в веществе, реологическое поведение которого соответствует простейшей модели Бингама, напряжение сдвига 14 мПа, если коэффициент вязкости ньютоновского элемента равен 10 мПа×с, а предел текучести (предельное напряжение сдвига) составляет 10 мПа.

2.31. Кажущаяся вязкость образца крови при гематокрите 0,40, температуре 37 градусов Цельсия и скорости сдвига, равной 0,05 1/с, составила 0,1 Па×с. Определите значение кажущейся вязкости крови при увеличении гематокрита на 17 % (при той же скорости сдвига и температуре), если считать, что состав плазмы крови не изменился. Вязкость плазмы составляет 1,5 мПа×с.

2.33. Реологическое поведение образца крови описывается моделью Кессона, имея асимптотическую вязкость равную 5 мПа ×с и предел текучести равный 15 мПа. Определите напряжение сдвига, которое потребуется, чтобы у этого образца получить скорость сдвига равную 6 .

2.34. При исследовании реологических свойств образца крови получены данные: при скорости сдвига – 0,05 значение напряжения сдвига – 31,85 мПа. При скорости сдвига – 0,20 значение напряжения сдвига – 37,10 мПа. Определите по этим данным, предполагая, что для крови применима модель Кессона, кессоновскую вязкость.

При исследовании реологических свойств образца крови получены данные: при скорости сдвига – 0,05 1/с значение напряжения сдвига – 31,85 мПа. При скорости сдвига – 0,20 1/с значение напряжения сдвига – 37,10 мПа. Определите по этим данным, предполагая, что для крови применима модель Кессона, асимптотическую вязкость крови.

При исследовании реологических свойств образца крови получены данные: при скорости сдвига – 0,05 1/с значение напряжения сдвига – 34,01 мПа. При скорости сдвига – 0,20 1/с значение напряжения сдвига – 39,43 мПа. Определите по этим данным кажущуюся вязкость крови при меньшей из скоростей сдвига.

При исследовании реологических свойств образца крови получены данные: при скорости сдвига – 0,05 1/с значение напряжения сдвига – 34,01 мПа. При скорости сдвига – 0,20 1/с значение напряжения сдвига – 39,43 мПа. Определите, по этим данным, кажущуюся вязкость крови при большей из скоростей сдвига.

При исследовании реологических свойств образца крови получены данные: при скорости сдвига – 0,05 1/с значение напряжения сдвига - 34,01 мПа. При скорости сдвига – 0,20 1/с значение напряжения сдвига - 39,43 мПа. Определите, по этим данным, отношение кажущейся вязкости при меньшей из скоростей сдвига к кажущейся вязкости при большей из скоростей сдвига.

2.41. Определите отношение средней линейной скорости кровотока на участке сосудистого русла с общей площадью поперечного сечения S(1) = 164 мм² к средней линейной скорости кровотока на участке сосудистого русла с общей площадью поперечного сечения S(2) = 820мм².

2.42. Определите отношение средней линейной скорости кровотока на участке сосудистого русла с общей площадью поперечного сечения S(1) = 164 мм² к средней линейной скорости кровотока на участке сосудистого русла с общей площадью поперечного сечения S(2) = 820мм².

2.43.Определите среднюю линейную скорость кровотока в участке сосудистого русла с общей площадью поперечного сечения 533 см², если в аорте диаметром 13 мм скорость крови составляет 25 cм/с.

2.44. Когда человек делает вдох через нос, сквозь ноздри (диаметр 1 см) воздух проходит со средней скоростью V = 918 см/с. При двадцати градусах Цельсия воздух имеет коэффициент динамической вязкости 17 мкПа×с, плотность - 1 кг/м³. Определите значение числа Рейнольдса.

2.45. Когда человек делает вдох через нос, сквозь ноздри (диаметр 1 см) воздух проходит со средней скоростью V = 553 см/с. При двадцати градусах Цельсия воздух имеет коэффициент динамической вязкости 17 мкПа×с, плотность - 1 кг/м³. Определите режим течения воздуха.

2.46. Определите разность давлений на концах горизонтально расположенной цилиндрической трубки, длина которой равна 39 см и радиус просвета 7 мм. По трубке ламинарно протекает ньютоновская жидкость со скоростью на оси трубки V = 143 мм/с. Коэффициент динамической вязкости жидкости равен 1,2 мПа×c, плотность –1200 кг/м³.

Найдите отношение гидродинамического сопротивления участка кровеносного сосуда радиуса 0,6 мм и длины 6 мм к гидродинамическому сопротивлению участка кровеносного сосуда с радиусом 1,8 мм и длиной 18 мм.

Кровеносный сосуд с радиусом просвета 1, 80 мм разделился на две ветви с радиусами по 1,26 мм. Найдите отношение гидродинамического сопротивления единицы длины сосудистого русла после ветвления к гидравлическому сопротивлению единицы длины русла до ветвления.

2.53. Радиус просвета кровеносного сосуда уменьшился на 42%. Определите отношение, получившегося после этого, гидродинамического сопротивления к исходному гидродинамическому сопротивлению сосуда.

2.54. Периферическое сопротивление у пациента увеличилось на 11 %,при этом артериальное давление увеличилось на 6 %.Определите изменение минутного объёма циркуляции в процентах.

2.56. Два соседних участка артериального русла имеют диаметры просветов d₁ = 9 мм и d₂ = 3 мм. Определите отношение гидродинамического сопротивления, приходящегося на единицу длины второго участка к аналогичной величине первого участка.

2.61. Для аллопластики бифуркации брюшной аорты необходимо изготовить протез из материала, прошедшего все необходимые испытания на биологическую совместимость так, чтобы кровь не травмировалась вследствие действия гидродинамических факторов, возникающих при движении ее через протез. Диаметр основного ствола протеза должен быть равен 2R = 9,0 мм. Определите значение радиуса дочерней ветви протеза.

Для аллопластики бифуркации брюшной аорты необходимо изготовить протез так, чтобы кровь не травмировалась вследствие действия гидродинамических факторов, возникающих при движении ее через протез. Диаметр основного ствола протеза должен быть равен 14 мм. Определите отношение гидродинамического сопротивления, приходящееся на единицу длины участка протеза после разветвления, к значению аналогичной величины основного ствола протеза.

Определите отношение гидродинамического сопротивления прекапиллярного участка (содержащего артериолы) к гидродинамическому сопротивлению участка кровеносного русла человека, содержащего капилляры. Диаметр артериолы составляет 0,007 мм, длина - 0,8 мм, общее число артериол - 400.000.000. Диаметр капилляра составляет 0,0037 мм, длина - 0,1 мм, общее число капилляров в сосудистом русле человека 1.800.000.000.

В.С. Воеводский, АА. Синицын, В.М.Говорун. Вопросы и задачи к экзамену по медицинской и биологической физике для студентов стоматологического и лечебного факультетов ЧАСТЬ I

Раздел БИОМЕХАНИКА

22. Образец «ортосила – М» - материала для силиконовых базисных подкладок начальной длины 20 мм подвергается растяжению до длины 40 мм. Определите величину относительной деформации образца.

23. Образец «ортосила – М» - материала для силиконовых базисных подкладок подвергается растяжению до относительной деформации равной 2, получившаяся при этом длина образца равна 50мм. Определить начальную длину образца.

26. Каков модуль Юнга дентина зуба, если под напряжением 250 МПа, относительная величина деформации составила 2 %

 

Раздел Гемодинамика

18. Определите время прохождения крови через капилляр длины l = 800 мкм, средняя линейная скорость течения крови в аорте 15 см/с, а площадь поперечного сечения капиллярного русла в 700 раз превосходит площадь поперечного сечения аорты

 

21. Какова будет средняя линейная скорость кровотока в участке сосудистого русла с общей площадью поперечного сечения 500 см ², если в аорте диаметром 15 мм скорость крови составляет 20 см/с?

24.. Во сколько раз изменится средняя линейная скорость кровотока при переходе от участка сосудистого русла с общей площадью поперечного сечения S(1) = 160 мм ² к участку сосудистого русла с общей площадью поперечного сечения S(2) = 900 мм ²

25.. Во сколько раз изменится средняя линейная скорость кровотока при переходе от участка сосудистого русла с общей площадью поперечного сечения S(1) = 160 мм ² к участку сосудистого русла с общей площадью поперечного сечения S(2) = 900 мм ²

41.. Кровеносный сосуд с радиусом просвета 2 мм разделился на две ветви с радиусами по 1,5 мм. Во сколько раз при этом изменилось гидравлическое сопротивление, приходящееся на единицу длины сосудистого русла?

45. Во сколько раз изменится гидравлическое сопротивление кровеносного сосуда, если его радиус уменьшится на 40 %?

47. Для аллопластики бифуркации брюшной аорты необходимо изготовить протез так, чтобы кровь не травмировалась вследствие действия гидродинамических факторов, возникающих при движении ее через протез. Диаметр основного ствола протеза должен быть равен 15 мм. Определите значение диаметра дочерней ветви протеза

62. Периферическое сопротивление у пациента увеличилось на 10%. На сколько процентов изменился минутный объем циркуляции, если артериальное давление увеличилось на 15 %?

63. Минутный объем циркуляции крови увеличился на 4 %. На сколько процентов изменилось периферическое сопротивление у пациента, если артериальное давление уменьшилось

на 10%?

64. Периферическое сопротивление у пациента увеличилось на 15%. На сколько процентов изменилось артериальное давление, если минутный объем циркуляции увеличился на 10 %?

65.. Периферическое сопротивление у пациента увеличилось на 15%. На сколько процентов изменилось артериальное давление, если минутный объем циркуляции увеличился на 10 %?

68. Определите отношение гидравлическое сопротивления участка, содержащего артериолы, к гидродинамическому сопротивлению участка кровеносного русла человека, содержащего капилляры. Диаметр просвета артериолы составляет 0,007 мм, длина артериолы равна 0,9 мм, общее число артериол 4×10 ⁸. Диаметр капилляра составляет

0,004 мм, длина - 0,2 мм, общее число капилляров в сосудистом русле человека 2×10 ⁹.

79. Когда человек делает вдох через нос, сквозь ноздри (диаметр 1 см) воздух проходит со средней скоростью V = 450 см/с. Воздух имеет коэффициент динамической вязкости

17 мкПа _*с, плотность - 1,3 кг/м³ . Определите значение числа Рейнольдса.

80. Когда человек делает вдох через нос, сквозь ноздри (диаметр 0,8 см) воздух проходит со средней скоростью V = 260 см/с. Воздух имеет коэффициент динамической вязкости

17 мкПа×с, плотность - 1,3 кг/м³. Каков при этом режим течения воздуха и почему?

82. Кажущаяся вязкость образца крови составила 0,1 Па×с. Определите значение кажущейся вязкости крови при увеличении гематокрита на 25 % (при той же скорости сдвига и температуре), если считать, что состав плазмы крови не изменился. Вязкость плазмы составляет 1,5 мПа×с.

104. Напряжение в упругом элементе модели упруговязкого тела составляет σ= 20 Па. Модуль упругости упругого элемента E = 1 Па, коэффициент динамической вязкости ньютоновского элемента η = 0,13 Па×с. Определите напряжение σ в вязком элементе.

 

112. В представленной на рисунке простейшей механической модели биологической ткани, находящейся при постоянной деформации заданы:

Модуль упругости Е = 10 кПа,

Коэффициент вязкости η = 50 кПа_*с,

Начальное напряжение σ₀ =10 кПа

Найти напряжение в модели через t = 8 с.

 

113. В представленной на рисунке простейшей механической модели биологической ткани, находящейся при постоянной деформации заданы:

Модуль упругости Е =15 кПа,

Коэффициент вязкости η = 60 кПа_*с,

Начальное напряжение σ₀ = 30 кПа

Найти время, по истечению которого напряжение станет равным σ = 7 кПа.

 

114.

В представленной на рисунке простейшей механической модели биологической ткани, находящейся при постоянной деформации заданы:

Модуль упругости Е =10 кПа,

Начальное напряжение σ₀ = 50 кПа

Конечное напряжение через 5 с стало равно σ =18,4 кПа

Определить коэффициент вязкости η

115.

В представленной на рисунке простейшей механической модели биологической ткани, находящейся при постоянной деформации заданы:

Модуль упругости Е =15 кПа,

Коэффициент вязкости η = 60 кПа_*с,

Конечное напряжение через 8 с σ = 2,7 кПа

Определить начальное напряжение σ ₀

116.

В представленной на рисунке простейшей механической модели биологической ткани, находящейся при постоянной деформации заданы:

Коэффициент вязкости η = 100 кПа_*с,

Начальное напряжение σ₀ = 30 кПа

Конечное напряжение через 6 с σ = 6,7 кПа

Определить модуль упругости Е

 

117.

В представленной на рисунке простейшей механической модели биологической ткани, находящейся при постоянном напряжении заданы:

Модуль упругости Е =10 кПа Коэффициент вязкости η = 30 кПа_*с,

Напряжение σ = 80 кПа. Определить относительную деформацию e через 4 с после приложения напряжения.

118.

 

В представленной на рисунке простейшей механической модели биологической ткани, находящейся при постоянном напряжении заданы:

Модуль упругости Е =10 кПа

Коэффициент вязкости η = 20 кПа_*с,

Напряжение σ = 80 кПа. Через какое время t относительная деформация стала равной ε = 6,2

119.

В представленной на рисунке простейшей механической модели биологической ткани, находящейся при постоянном напряжении заданы:

Модуль упругости Е = 20 кПа

Напряжение σ = 50 кПа

Через 5 с после приложения напряжения относительная деформация стала равна ε = 2

Определить коэффициент вязкости η

В представленной на рисунке простейшей механической модели биологической ткани, находящейся при постоянном напряжении заданы:

Модуль упругости Е =10 кПа. Напряжение σ = 60 кПа. Через 3 с после приложения напряжения относительная деформация стала равна ε = 1,7

 

 

 

Акустика

 

 

1. Г.М. Стюрева, В.С. Воеводский, А.А. Синицын,И.Ю. Ситанская. СБОРНИК КОНТРОЛЬНО - ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ по медицинской и биологической физике для студентов стоматологических и лечебных факультетов медицинских вузов (обучающихся по специальности 060101.65 - Лечебное дело и 060201.65 - Стоматология) ЧАСТЬ 2

Ухо человека способно воспринимать разницу уровней громкости на частоте 1000 Гц в 1,0 фон. Определите отношение интенсивностей двух звуковых волн уровни громкости, которых различаются на эту величину.

1234Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: