Lo sfigmomanometro

Oggi parliamo di misurazione della pressione. Come voi tutti saprete, l’occorrente per misurare la pressione del sangue è uno speciale strumento chiamato sfigmomanometro.
Ora, provando a non ripetere il nome di nuovo nel corso di questo post, proveremo a capire come funziona questo strumento.
Per capire meglio abbiamo bisogno di introdurre alcuni concetti come la pressione di un fluido e il flusso laminare e quello turbolento.
Iniziamo con il dire che il sangue è un fluido e ciò vuol dire che esso è caratterizzato da densità, velocità e pressione. Cos’è la pressione? Brevemente, la pressione è una quantità che indica la forza generata da un fluido su di una superficie.
Se premo su di una scatola con la mano, allora sto esercitando una certa pressione sulla scatola poiché la forza che sto applicando è distribuita su una superficie (ovviamente potrei anche avere una configurazione tale per cui ci sono diverse forze agenti in differenti direzioni, ma lasciamo perdere per il momento).
Bene, ora proviamo a capire cosa vuol dire che un fluido si muove di flusso laminare o turbolento. La migliore spiegazione che noi possiamo avere è, secondo me, in questa figura:

Dunque, la figura mostra la differenza tra flusso laminare (in basso) e turbolento (in alto). La principale differenza tra i due tipi di moto e che nel moto laminare abbiamo un moto abbastanza ordinato del fluido. In un flusso laminare le frecce ai bordi sono più corti di quelle centrali semplicemente perché indicano che le particelle vicino ai bordi sono rallentate dall’attrito tra le pareti del tubo e le particelle.

Ora dobbiamo parlare della sezione del tubo. Infatti accade che più è stretto un tubo e più veloce il fluido viaggia mentre più il tubo è largo più il fluido va lento. Si tratta di un fenomeno abbastanza comune; per esempio quando aprite un rubinetto l’acqua viene fuori ad una certa velocità. Se bloccate parzialmente il rubinetto con un dito allora l’acqua uscirà più veloce. La spiegazione fisica di ciò risiede nel fatto che, con o senza dito, ogni istante esce la stessa quantità d’acqua dal rubinetto. Si dice anche che la portata di acqua è costante.
A questo punto possiamo capire come funziona il nostro strumento. Esso consiste di uno stetoscopio, ovvero di un attrezzo che serve per ascoltare i suoni provenienti dall’interno del corpo umano, e di una pompetta che gonfia un tessuto. Il dottore poggia l’auricolare dello stetoscopio sul braccio vicino al cuore e dunque avvolge il tutto con una tessuto gonfiabile. A questo punto il dottore inizia a gonfiare con la pompetta. Questa operazione ha l’effetto di aumentare la pressione dentro l’arteria del braccio. Perciò, a causa della pressione esterna, l’arteria si restringe. Come detto sopra, la velocità del sangue aumenta quando l’arteria si restringe. Questo implica che il moto del sangue, ad un certo punto, passa dal regime laminare a quello turbolento. Quando avviene questo passaggio il dottore può sentire, grazie allo stetoscopio, dei suoni caratteristici chiamati suoni di Korotkoff. Continuando a gonfiare, ad un certo istante i suoni non vengono più uditi: vuol dire che l’arteria è totalmente occlusa. Questo punto segnerà il valore massimo della pressione arteriosa.
Allora il dottore inizia pian piano a rilasciare la pompetta per far sgonfiare il tessuto che avvolge il braccio. In questo viaggio all’indietro, ci sarà un momento in cui potrà udire di nuovo i suoni di Korotkoff dopo i quali il flusso passa, stavolta, da turbolento a laminare fino a non udire più i suoni caratteristici. Qui il dottore leggerà il valore minimo della pressione arteriosa.
Naturalmente questo è il discorso generale. Probabilmente ogni dottore decide se prendere i valori un istante prima o dopo aver udito i suoni. Ed ora che sapete come funziona provate a spiegarlo al vostro medico.

Cosmologia con il righello

Quando sembra che i computer abbiano preso il sopravvento e che ormai non ci sia più nulla da fare per evitare il loro dominio, ecco che esce l’articolo che non ti aspetti:

<Paper-and-pencil cosmological calculator>

Aprite il link qui sopra e dopo una paginetta introduttiva vi troverete di fronte a tre pagine in cui vi sono  alcune importanti quantità cosmologiche con una specie di scala graduata al di sotto.
Bene, ora non dovete fare altro che prendere il vostro righello e posizionarlo all’altezza del valore che vi interessa della grandezza cosmologica che vi interessa.
E il gioco è fatto!
Ora allo stesso livello del valore prescelto potrete leggere, grazie al vostro righello, i valori cosmologici corrispondenti alle altre grandezze cosmologiche e potrete anche divertirvi (lo so, è una parola grossa!) a vedere come cambia la costante di Hubble con il variare dell’età dell’universo; oppure che tra redshift pari a 1 e redshift pari a 0 sono passati circa 7 miliardi di anni mentre tra redshift uguale a 1 e redshift uguale a 2 di anni ne sono trascorsi circa la metà. Quindi attenzione quando sentite parlare di redshift, più sentite un numero grande è più indietro del tempo si trovano le galassie!
Comunque come ho già detto lascio a voi tutto il divertimento (va bene, non uso più questa parola!).

Fonti: NASA/JPL-Caltech

 

Mettersi nei panni di un fotone

La teoria della Relatività di Albert Einstein ci dice che ogni osservatore deve misurare la velocità di un fotone uguale alla velocità della luce indipendentemente dal sistema di riferimento in cui si trova.

Albert Einstein (Fonte: www.educational.rai.it)

Un osservatore, praticamente, è un punto di vista. Cosa accade quando l’osservatore è proprio un fotone? Dal punto di vista di un fotone, esso è fermo nel suo sistema di riferimento e vede tutto il resto dell’universo muoversi.
Ma attenzione!
Poco fa abbiamo detto che ogni osservatore deve vedere che un fotone, nel vuoto, va alla velocità della luce e quindi un fotone, nel suo sistema di riferimento, non può vedersi fermo!

Che si fa?
Niente. Dobbiamo accettare che la prima frase di questo post sia un postulato, una verità indissolubile della teoria della Relatività. Se accettiamo ciò allora praticamente non possiamo descrivere nell’ambito della teoria della Relatività il sistema di riferimento solidale con un fotone.

Insomma pazienza. Comunque, se ciò non vi sta bene potete sempre cambiare postulato e fare una nuova teoria!