高血压是危害健康的一种常见病,现已查明血管内径变细是其诱因之一。我们可在简化假设下研究这一问题。设液体通过一根一定长度的管子时,受到的阻力Ff与流速V成正比,即Ff=kv(为简便起见,设k与管子粗细无关).为维持血液匀速流过,在这段管子两端需有一定的压强差。设血管截面积为S时,两端所需压强差为P,若血管截面积减小10%,为了维持在相同时间内通过同样多的液体,压强差P′必须变为多大?
解析:因为血液匀速流动,血压产生的压力与阻力相等,
则在正常情况下有:
pS=Ff=kv…①
血管变细后有:
p′S′=F′fv′…②
因为在相同时间内流过的血液量不变,则有:
Svt=S′v′t,即
Sv=S′v′
又因为
S′=(1﹣10%)S=0.9S…③
所以Sv=0.9Sv′,即
v=0.9v′…④
①②③④联立,解得:
故:为了维持在相同时间内通过同样多的液体,压强差P′必须变为1.23p。
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