Vnútorné trenie
V tejto časti si odpovieme na otázku ako sa vplyv vnútorného trenie krvi uplatňuje pri meraní krvného tlaku.


Na teleso pohybujúce sa v reálnej tekutine pôsobí sila, ktorá je orientovaná proti smeru pohybu telesa. Je to odporová sila a experimenty ukazujú že závisí od tvaru a rozmerov pohybujúceho sa telesa, od jeho rýchlosti a závisí od vlastnosti tekutiny.

Všeobecný vzťah pre výpočet odporovej sily neexistuje. V prípade telesa tvaru guľôčky, ktorá sa pohybuje dostatočne malou rýchlosťou, t.j. takou, aby obtekanie telesa bolo laminárne (obr.2.4.7), pri ktorom sa v tekutine netvoria víry, tekutina kladie odpor F, ktorý je úmerný jeho rýchlosti v a je orientovaný proti smeru pohybu. Môžeme ho vyjadriť vzťahom (Stokesov vzorec)

           (2.4.9)

v ktorom konštanta k = 6phr, kde h je koeficient dynamickej viskozity (koeficient vnútorného trenia) a r je polomer guľôčky. 

Obr. 2.4.7: Laminárne prúdenie tekutiny okolo telesa.
     

Pozri ešte: Pohyb telesa vo viskóznej tekutine


Pri vyšších rýchlostiach, pri ktorých sa za pohybujúcim telesom tvoria víry (obr.2.4.8), závislosť odporu od rýchlosti nie je lineárna a odporová sila sa vypočíta podľa Newtonovho zákona
    (2.4.10)

 v ktorom  S je plocha prierezu telesa v smere kolmom na smer pohybu a r je hustota tekutiny. Bezrozmerna konštanta C - faktor odporu tekutiny, závisí od tvaru telesa (napr. ak je telesom guľa  C = 0,37,  pre teleso tvaru kvapky  C = 0,08).

Obr. 2.4.8: Turbulentné prúdenie tekutiny okolo telesa sa pozoruje v prípadoch, keď prúdenie prekročí kritickú rýchlosť.

Odporová sila sa pozoruje v dôsledku existencie vnútorného trenia v tekutine, ktoré sa prejavuje aj tým, že susedné vrstvy v prúdiacej tekutine sa nepohybujú rovnakými rýchlosťami. Každá vrstva prúdiacej tekutiny je pohybom susednej vrstvy zrýchľovaná alebo spomaľovaná. Sily vnútorného trenia sa nazývajú aj viskóznymi silami.

Príklad 2.4.5

Vráťme sa k meraniu krvného tlaku. Pri meraní krvného tlaku pomocou manžetového tlakomera sa na určenie systolického a diastolického tlaku využíva zmena prúdenia krvi z laminárneho na turbulentné prúdenie. Ak krv prúdi cez nestlačenú cievu (artériu), na ktorú nepôsobí žiadna vonkajšia sila, prúdenie krvi je laminárne (obr. 2.4.9a). 
Po natlakovaní manžety na tlakomeri sa prúdenie krvi v cieve najprv zastaví (obr. 2.4.9b) a postupným uvoľňovaním tlaku na steny cievy dochádza opäť k prúdeniu krvi cez súžený prierez cievy. Vplyvom zúženia cievy dôjde k zväčšeniu rýchlosti krvi a k zmene jej prúdenia na turbulentné prúdenie(obr. 2.4.9c), ktoré je sprevádzané zvukovými fenoménmi v dôsledku tvorby vírov. 
Ďalším uvoľňovaním tlaku na steny (uvoľňovaním sťahu manžety) sa zmenšuje rýchlosť krvi a aj jej prúdenie, až zvukové fenomény zaniknú a prúdenie sa stane laminárnym (obr. 2.4.9d). 

Obr. 2.4.9: a) Prúdenie krvi v nestlačenej cieve je laminárne. b) Po natlakovaní manžety na tlakomeri sa prúdenie krvi v cieve najprv zastaví. c) Prúdenie krvi je v čiastočne uvoľnenej cieve turbulentné. 
d) Pri určitom tlaku na steny cievy je už prúdenie krvi opäť laminárne.

Pri tejto metóde sa za systolický tlak krvi považuje hodnota tlaku (v tlakovej manžete), pri ktorej sa objavili zvukové fenomény a za diastolický tlak krvi sa považuje hodnota tlaku krvi, pri ktorej fenomény vymizli. Hodnota systolického tlaku krvi v pokoji u zdravého dospelého človeka je 90 - 120 mmHg a diastolického 60 - 80 mmHg. 

Pozri ešte: Delfíny plávajúce nedovolenou rýchlosťou