samenvatting Cel I: fysica

1: Viscoelasticiteit van biologische materialen en lichaamsvloeistoffen
Elasticiteit
 Wet van Hooke: ideale veer → evenredigheid tss kracht F en de grootte van de rek
F = k ∆x ( k = veerconstante)

 uitrekking, compressie, buiging, afschuiving (shear), torsie (wringing)

 elasticiteit: kleine kracht, kleine vervorming, terugkeren naar oorspronkelijke vorm

 uitrekking afhk. van geometrie, vorm, afmetingen, elasticiteit materiaal
F ∆l
⇒ =E ⇒σ=Eϵ
O l

F
 = σ = spanning (stress)
O
E = elasticiteitmodulus (specifiek voor een materiaal)
∆l
= ϵ = relatieve rek (strain)
l

 Hoe groter E, hoe steviger het materiaal
Hoe kleiner E, hoe flexibeler het materiaal

 Bot > pezen > spierweefsel > bloedvatwand

 Afschuiving (shear)
⇒τ=Gɣ


 τ = afschuifspanning (shear stress) = F/A
ɣ = afschuiving (shear strain) = tan ϴ (afschuivingshoek)

 elasticiteit: stress is evenredig met relatieve vervorming

Energie in elastische media
1 1
 Epot = k (∆x) 2 ⇒ Vσϵ
2 2

 Epot ⇒ Ekin (bij loslaten veer)  er gaat geen Emech verloren! (oscillerende bew.)

 Uitrekken en terugkeren ⇒ =e weg op stress-strain curve

 Achillespees bij lopen


Stress-strain curves => steeds verder uitrekken
 P (proportional limit)
- Lineair, E = rico
- Uitrekken zonder permanente vervorming
- Geen verlies van energie

 EL (elastic limit)
- Niet meer lineair
- Uitrekken zonder permanente vervorming

, - Geen verlies van energie
- Overgang van elastisch  plastisch

 YP (yield point)
- Permanente vervorming, kan niet meer terugkeren
- Vervorming van 0,002 (0,02%)
- Sterke toename van strain

 F (fracture/failure) = UTS
- Te veel uitgerekt, kapot


Viscositeit
 Laminair = in lagen
- y=0, v=0
- snelheid tuss. liggende plaat is recht evenr. met afstand tot onderstre plaat:
y
v(y) = vd
d
- y=d, v=vd

 schuifkracht tuss. de lagen (shear forces):

dv
⇒ F=µA (staat op formularium)
dy

 µ = viscositeitcoëfficiënt
A = opp. laagjes
dv
= snelheidsgradiënt (shear rate)
dy

 µ geeft weer hoe snel en hoe gemakkelijk een vl zich verspreidt over een opp.
Hoe groter µ, hoe taaier de vl

 Newtoniaanse vl: schuifkracht is onafh. van de snelheid v(y)
vd v ɣ (t)
⇒τ=µ of τ(t) = µ (staat op formularium)
d dt

 Hoe groter de snelheid van de bovenste plaat, hoe groter de remmende
schuifkrachten

 Elastisch: keert terug naar oorspronkelijke situatie
 Visceus: keert niet terug naar oorspronkelijke situatie

Viscoelasticiteit
 Tijdschaal!

 Hoe hoger vervormingstempo, hoe groter materiaalspanning

 Kruip:

- Eerste elastisch
- Constante spanning, maar materiaal gaat verder deformeren in de tijd
- Bij ontlasten weer elastisch