Étude des fluides en biophysique

Gaz et liquides sont des fluides considérés. Si vous avez déjà regardé la fumée hausse d'un incendie ou d'un flotteur de bâton sur la rivière, vous pouvez voir la façon dont les mouvements fluides peuvent être très compliqué. Les bonnes nouvelles sont que tous les types de mouvement des fluides sont complexes et compliquées, mais certains types de mouvement peuvent être modélisés et bien compris.

La description de la façon dont se déplacent les fluides est important dans de nombreux domaines de la biophysique. Vous pouvez être intéressé à comprendre le mouvement de l'air dans les poumons d'une personne, le mouvement du sang dans le corps, ou le vol des oiseaux de mentionner quelques situations.

Par exemple, les entreprises ont mis beaucoup de recherches sur le développement du maillot de bain peau de requin. Ces maillots sont faits de matériaux spéciaux et conçus pour réduire la traînée entre le nageur et l'eau. Le résultat: La plupart des nageurs dans les compétitions internationales portaient les maillots de bain d'ici 2008. Les nageurs portant des maillots de bain éclaté ces plus de cent records du monde au cours de l'exercice 2008-2009, qui a causé la Fédération internationale de natation d'interdire leur utilisation en 2010.

Quand un biophysicien étudie un fluide, il ou elle a besoin pour déterminer les propriétés du fluide, comme celle qui forces sont dominants et le type de fluide sous considération. Posez-vous ces questions pour déterminer les propriétés d'un fluide:

  • Le fluide stationnaire (statique) Ou mobile (dynamique)?

  • Est la viscosité de la (fluide visqueux) important ou pas de fluide (fluide non visqueux)?

  • Le fluide est newtonien ou non newtonien (et quel type de fluide non-newtonien)?

  • Si le fluide est visqueux et en mouvement (dynamique), est le mouvement chaotique (turbulent) Ou non chaotique (écoulement laminaire)?

  • Quelles sont les forces et les lois sont pertinentes?

    Certains des forces et des lois pertinentes pour les fluides sont

  • La force de cohésion, la force d'adhérence, la tension superficielle, et la loi de Laplace

  • Le principe de Pascal, le principe d'Archimède, et la force de flottabilité

  • Equation de continuité (de conservation de la masse), (théorème de l'énergie pour les fluides) l'équation de Bernoulli, et la loi de Poiseuille (le travail fait nette sur le fluide est zéro).

Certains des forces et des lois pertinentes pour les objets dans un fluide sont

  • La force de traînée, qui est proportionnelle à la vitesse (résistance liquide) ou de la vitesse au carré (résistance de l'air)

  • Équation de diffusion et la loi de Fick

  • Osmose et l'osmose pression

  • Cinétique de Michaelis-Menten


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