Ejercicios de biofísica, Ejercicios de Biofísica

¡Descarga Ejercicios de biofísica y más Ejercicios en PDF de Biofísica solo en Docsity! Segunda Unidad: Mecánica Respiratoria y Hemodinámica 1. Una arteria tiene un radio interior de2 x10−3m . Si la temperatura es de 37°C, la velocidad media de la sangre 0.03 m/s y el flujo es laminar, hallar: (a) el caudal, (b) la caída de presión en 0.05 m, si la arteria es horizontal. r=2x 10−3m v=0.03m /s η=2.084 x10−3 (a) El caudal Q=A . v=π .r−2=π (2 x10−3)2 x 0.03 Q=3.77 x 10−7m3/s (b) Caída de presión ∆ p= 8 ηLQ π r4 ∆ p= 8 x 2.084 x10−3 x 0.05 x 3.77 x10−7 π (2 x10−3)4 ∆ p=6.252Pa Ejercicio 2 (a) Calcular la resistencia que presenta a la sangre el capilar de longitud L=0.10 cm, radio r es de 2x10-4m, η de la sangre a 37o C es 2,084 x 10-3 N s/m2 (b) Calcular la resistencia cuando el radio del capilar se dilata hasta 2,5x10-4 cm. r4 L b-Resistencia cuando el radio se dilata a r=2,5x10-4 m R= 8(2 x10−3m)(10−3) π (2,5 x10−4) 4 R=1,36x109 NS/m 5 a-Resistenia : R= 8ηL π r4 R= 8(2 x10−3m)(10−3) π (2 x10−4) 4 R=3,32x109 NS/m 5 L = 0,1cm=10-3m r= 2x10-4m η S= 2,084x10-3 NS/m2 Capilar 3) Durante la micción, la orina fluye desde la vejiga, donde su presión manométrica es 40 mmHg, a través de la uretra hasta el exterior. Calcular el diámetro de una si se conocen los siguientes datos: Longitud de la uretra femenina=4cm ;flujo durante la micción=21cm3/s; viscosidad de la orina= 6,9 x104N .s /m2 DATOS: Pm= 40mmHg L= 4cm Q= 21cm3/s Orina=6,9 x10−4Ns /m2 ∅ = ? RESOLUCION: ∆ P=40mmHg x 1,013x 10 5Pa 760mmHg = 5331,579 Pa Q= π .∆ P . r 4 8nL → r=4√ 8nLQπ .∆P r=4√ 8.6,9 x10 4 .0,04.21x10−6 π .5331,579 r=7,25x 10−4m Ejercicio 4: Encuentre la presión necesaria para desplazar suero a través de una aguja hipodérmica (radio = 1 mm, longitud =3 cm) a razón de 1 cm3/s en una arteria donde la presión es 100 mmhg.la viscosidad del suero es 7x10-3 poises. Solución : P₂= ¿? r= 1mm L= 3cm Q= 1cm³/s P₁= 100 mmHg Ƞsuero= 7x10¯³ poise Dato = 1 poise = 0,1 Pa.s P₁ =100 mmHg x1,͟0͟1͟3͟x1͟0͟⁻͟5͟ ͟Pa =13328,95 Pa 760mmHg VEGIJA EJERCICIO 9 ¿Cuál es la velocidad media de la sangre en el conducto sanguíneo? Datos:  Conducto sanguíneo: 10-3 de radio  Gradiente de presión: ∆P/L = 600 Pa/m  v́=? v́= ∆ P L x r2 8ɳ =600 x¿¿ 10. En la arteria coronaria del profesor de biofísica se ha formado una placa esclerótica que reduce el área transversal a 1/5 de valor normal. ¿En qué porcentaje disminuirá la presión en ese punto? Presión arterial 100 mmHg, velocidad normal de la sangre 0,12 m/s, densidad de la sangre 1056 kg/m3. Solución continuidad: U P= 100 mmHg V= 0,12 m/s ρ5= 1056 kg/m 3 P1+ 1 2 ρV 1 2 =P2+ 1 2 ρV 2 2 P2=13328,95+ 1 2 ×1056 ¿ P2=13146,47 ρa ⇒13328,95−100% X= 98,63% 13146,47−x RPT: disminuye en 1,37% A1 .V 1 = A2 .V 2 A×0,12 = A 5 V 2 V 2= 0,6m/s 2 A/S A 1 EJERCICIO 11 El gasto cardiaco de un hombre normal es 5 litros de sangre por minuto. Determine el área de la sección transversal de la aorta si la sangre de ese vaso tiene una velocidad de 25cm/s. Datos:  Gasto cardiaco: Q = 5litros/min  Velocidad del vaso: v́= 25cm/s  A = ? Q = 5L/min = 0,8́3x10−4m3/s → A¿ Q v́ = 0,83 x10−4 0,25 =3,33 x10− 4m2 EJERCICIO 12 En un adulto mayor en reposo la velocidad media a través de la aorta es de v = 0,33 m/s. ¿Cuál es aproximadamente el flujo a través de una aorta de radio 10mm? Datos:  Velocidad media: v́ = 0,33m/s  Radio de una aorta: r = 10mm  Q = ? Q = A v́ Q = πr2v́ = π(10x10−3¿2 x0,33 Q = 1,037 x 10-4 m3/s 13.-Si se sabe que en un adulto normal el caudal es de 0,8x10 -4 m2/s y la caida de presión desde la aorta a los capilares es de 1,2 x104 Pa ¿Cuál es la velocidad media de la sangre en una región normal? Q=0,83x10-4 m3/s P= Q x R = 1,5 x104 =0,83x10-4 x R V=? R=1,445 X 108 Ns/m V= P x r2/o x n x L V=(2 P/d)1/2=(2x1,2 x104/1056)1/2=4,77m/s 14. Un vaso sanguíneo de radio r se divide en cuatro vasos sanguíneos de radio r/3. Si la velocidad media en el vaso más ancho es v. ¿Cuál es la velocidad media en cada uno de los vasos estrechos? EJERCICIO 15 La caída de presión a lo largo de una arteria horizontal es 100Pa. El radio de la arteria es 0,01m y el flujo es laminar. ¿Cuál es la fuerza neta sobre la sangre en ese fragmento de arteria Datos:  Caida de presión: ∆P=100Pa  Radio de la arteria: r = 0,01m a) Fuerza : F = ∆PxA = 100 x π(0,01)2 = 0,0314N 16. b) Si la velocidad media de la sangre es 1,5 x 10³ m/s. Hallar la potencia necesaria para mantener el flujo Si: v́ = 1,5 x 10³ m/s Poᴛ = ? 17) La sangre tiene una viscosidad 5 veces del agua y pasa por la aorta a una velocidad media de 72 cm/s. Calcule el radio mínimo de la aorta por encima del cual se presentaría turbulencia ( viscosidad del agua = 10−2 g/cm .s ,Número de Reynolds = N R=970) nsangre=5nH ₂O r/3 Continuidad: Q1=Q2 A . V = 4 A . V ϖ r2v = 4 ϖ ( r3 ) 2 . V v = 4 9 . v v = 9 4 . v r/3 22 2 2211 2 1 r v r/3 r/3 Poᴛ = F .v́ = 0,0314 . 1,5 x 10³ = 47,12 W 21. Determinar la resistencia equivalente del sistema de varios. Considerar R1= 1 y R2=4 R3=4/3 en unidades Torr.s/cm3 R1 R23 R1=0.3 R2=16.2 R3=9.8 R4= 9.2 R5=27.9 R 1 Rx =0.3083 Rx=3.244 Req= R1+Rx=0.3+3.244 Re=3.544 torr.s/cm3