Ley de Laplace

Definitions & Key takeaways

The law of Laplace is a law in physics that states that the wall tension of a hollow sphere or cylinder is proportional to both the pressure of its contents and its radius. Wall stress is the wall tension divided by 2 times the wall thickness. Now, when applied to hollow spherical objects like the left ventricle of the heart, the following formula is used: wall stress = P x r / 2w, where P is pressure, r is total radius, and w is wall thickness. Put simply, the law of Laplace states that wall tension is directly proportional to pressure and radius; and wall stress is proportional to the wall tension but inversely proportional to two times the wall thickness.

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Introduction0:00–0:30

La ley de Laplace, llamada así en honor del erudito francés Pierre Simon Laplace, es una ley de la física que establece que la tensión en las paredes de una esfera o cilindro hueco depende de la presión de su contenido y de su radio.
El concepto se aplicó posteriormente a la medicina porque en el cuerpo humano hay muchos órganos huecos de forma esférica y cilíndrica a los que les afectan las presione Algunos ejemplos importantes son los vasos sanguíneos y las cámaras del corazón.
Según la ley de Laplace, la tensión de la pared es proporcional a la presión (P) por el radio (r). Por ejemplo, si se infla un globo se puede considerar que la tensión de la pared es la fuerza creada por la pared de goma elástica que resiste la fuerza hacia afuera aplicada por la presión dentro del glob Si la tensión de la pared se divide en componentes, hay un vector vertical de fuerza que está contrarrestando la expansión del globo y un vector horizontal de fuerza que está estirando y rasgando la pared del gl obo.

Law of Laplace0:30–1:08

Así, en lo que respecta a la presión, si se inflara más el globo, se esperaría que la presión en el interior y la tensión de la pared del globo aumentaran a medida que las paredes empujaran contra la expansión.

Pressure1:08–1:27

Si la presión que intenta expandir el globo es mayor que la tensión de la pared, el globo se expandirá o explotaría Otro factor es el radio.

Radius1:27–1:43

Por eso es más difícil inflar un globo pequeño y desinflado que un globo medio inflado Vamos a utilizar algunos números imaginarios fáciles y a prescindir de las unidades para que este concepto sea más fácil de entender Normalmente, un alvéolo que no ha sido utilizado de un recién nacido está colapsado, así que digamos que tiene un radio de 2, y la tensión de la pared es de 8.

Case Study1:43–2:43

El bebé empieza a llorar y a inhalar. La presión del aire inhalado en el alvéolo es 4.
Así que la ecuación es 4 * 2, que da 8, y como esto es igual a la presión de la pared, el alvéolo no se expande En otras palabras, el bebé necesitará inspirar suficiente aire para generar más de 4 unidades de presión para inflarl Ahora supongamos que el alvéolo se ha expandido después de que el bebé haya respirado un par de veces, y el radio es ahora 4, y la tensión de la pared sigue siendo la misma.
Así que esta vez, el bebé solo necesita inspirar suficiente aire para generar más de 2 unidades de presión para expandir el alvéolo.
Un concepto relacionado con la tensión de la pared es el esfuerzo de la pared, y se utiliza una versión modificada de la ley de Laplace que tiene en cuenta el grosor de la pared.

Wall Stress2:43–4:00

Según esta ecuación, el esfuerzo de la pared es la tensión de la pared dividida entre 2 veces el grosor de la pared, por lo que cuanto más gruesa sea la pared, menor será el esfuerzo de la par Para ver un ejemplo de la vida real, observemos el corazón, más concretamente la cámara del ventrículo izquierdo, que se asemeja a una taza robusta y redonda.
Supongamos que hay una persona con estenosis aórtica, que significa que la válvula aórtica está estrechada, lo que dificulta el paso de la sangre.
Para superar esto, el corazón bombeará con más fuerza, provocando un aumento de la presión dentro del corazón, y como resultado, aumenta la tensión de la pared Para expulsar más sangre, el ventrículo izquierdo se hipertrofia, lo que significa que las células cardíacas se engrosan añadiendo más sarcómeros, las unidades contráctiles de las células cardíacas.
Como resultado, hay un aumento del grosor de la pared y una disminución del radio de la cámara, y según la ecuación, ambos reducirán la tensión de la pared.
Esto reduce la probabilidad de que el corazón se desgarre cuando está bajo presión. ##Resumen Como breve resumen...
La ley de Laplace es una ley de la física que establece que la tensión de la pared de una esfera o un cilindro hueco es proporcional tanto a la presión de su contenido como a su radio.

Review4:00–4:47

Cuando se aplica a objetos esféricos huecos, como el ventrículo izquierdo del corazón, se utiliza la siguiente fórmula: esfuerzo de la pared = P x r / 2w, donde P es la presión, r es el radio total y w es el grosor de la pared En resumen, la ley de Laplace establece que la tensión de la pared es directamente proporcional a la presión y al radio.
Y el esfuerzo de la pared es proporcional a la tensión de la pared pero inversamente proporcional a dos veces el grosor de la pared.