Non sono laureato in fisica o ingegnerie idraulico: direi che, in senso pratico, cuori più grandi hanno maggior gittata cardiaca e pompano più sangue con un singolo battito. Per quanto riguarda la legge fisica, ho fatto una ricerca e ho trovato solo la legge di Kleiber che relazione metabolismo basale e massa, anche se ci possono essere variazioni nette in base all'attività o alla temperatura (nel caso di animali ectotermici).

Ma perché i laureati in fisica o ingegneri se è biologia? Ti stiamo antipatici noi biologi?😂 Comunque La relazione tra la frequenza delle pulsazioni cardiache e le dimensioni del cuore (e dell'animale in generale) nel regno animale segue una legge chiamata legge di scala allometrica. Ci aiuta a comprendere come le caratteristiche biologiche cambiano con la dimensione degli organismi, perché quella da te citata non è l'unica caratteristica che cambia.⬇️

Non è una domanda per fisici o ingegneri ma per biologi ed esperti di fisiologia animale. Gli animali possono avere sistema circolatorio aperto o sistema circolatorio chiuso, nei sistemi circolatori chiusi il volume di sangue è pressoché costante, il muscolo cardiaco contraendosi esercita una pressione, il volume sistolico per la frequenza cardiaca ti fornisce la gittata cardiaca, la gittata cardiaca deve soddisfare la fornitura di ossigeno e metaboliti e rimuovere CO2 e cataboliti…

Non sono ing ma potrebbe essere che il fenomeno sia collegato alla formula di Bernoulli? L'equazione di Bernoulli evidenzia che se tra due punti qualsiasi del tubo c'è una differenza di pressione, allora ci sarà una conseguente variazione della velocità in quegli stessi punti: se la pressione diminuisce la velocità aumenta e, viceversa, se la pressione aumenta la velocità deve diminuire. Questo fenomeno è chiamato effetto Venturi.

Con il crescere di una dimensione "lineare", il volume cresce in proporzione al cubo. Un animale alto il doppio, avrà un cuore che all'incirca avrà un volume 8 volte il primo. La massa di sangue cresce un po' meno che cubicamente con l'altezza, quindi un cuore più grande avrà bisogno di meno battiti per muovere la giusta massa sanguigna.

Per il semplice e banale attrito del flusso sanguigno che un muscolo può pompare. Le fibre muscolari sono ipotizzabili equivalenti, ma l’attrito (coefficiente f) nei vasi sanguigni varia in base alla loro lunghezza L e al loro diametro D. In particolare, il calo di pressione da compensare è equivalente a .5ρLfU^2/D. Da qui cerca tu perché nonostante sia laureato in fluidodinamica, esco pur sempre da 9 ore di lavoro.

Un'analogia mi viene in mente pensando al cuore come una pompa. Aumentando la grandezza dell'animale abbiamo aumentato la portata del tubo (diametro delle vene) e la prevalenza (lunghezza totale di tutto il sistema cardiocircolatorio). Aumentando la portata la pressione diminuisce, aumentando la prevalenza necessitiamo di una pompa più grande. In conclusione diminuendo la pressione diminuiscono i battiti necessari a mantenerla stabile e aumentando la prevalenza aumenta la grandezza del cuore.

la relazione tra frequenza cardiaca e dimensione corporea segue un principio noto come legge di allometria o scalatura allometrica. Questa legge è basata su principi fisici e biologici che collegano le dimensioni di un organismo con varie funzioni fisiologiche. In generale, nei mammiferi, la frequenza cardiaca è inversamente proporzionale alla massa corporea Questo significa che se un animale ha una massa corporea maggiore, la sua frequenza cardiaca sarà tendenzialmente più bassa. (chatGPT)

Non c’è nessun mistero. Dato che il cuore è in qualche modo assimilabile ad un sistema oscillante, osserva tu stesso: un pendolo lungo oscilla più o meno velocemente di un pendolo corto? Così le zampe di una giraffa si muovono più lentamente di quelle di uno scoiattolo e allo stesso modo i loro quori.