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Prof. Dr. Fabricio Macedo Biofísica Área de conhecimento interdisciplinar; Tem como pré-requisitos os conhecimentos fundamentais da física, biologia, química, bioquímica e cálculo; Estuda em escala macro e microscópica os fenômenos físicos e químicos; Biofísica • Estudo da matéria, energia, espaço e tempo nos sistemas biológicos. – Matéria: Objeto, corpos, alimento. – Energia: Calor, luz, som e trabalho físico. – Espaço: Distâncias, áreas e volumes dos objetos. – Tempo: Dia e noite, duração da vida, espera dos acontecimentos. Grandezas fundamentais Sistema internacional (SI) Grandezas fundamentais Sistema internacional (SI) • Massa (m): quantidade de matéria de um ser vivo. – Sob ação da gravidade, a massa expressa uma força (peso). • Comprimento, área e volume: dimensões que variam, e acompanham o peso. – Comprimento (m), área (m2) e volume (m3). Grandezas fundamentais Sistema internacional (SI) • Massa (m): quantidade de matéria de um ser vivo. – Sob ação da gravidade, a massa expressa uma força (peso). • Comprimento, área e volume: dimensões que variam, e acompanham o peso. – Comprimento (m), área (m2) e volume (m3). • Densidade (d): massa (ml)/volume (m3). A densidade dos tecidos biológicos é muito próxima a densidade da água, exceto o tecido ósseo. Água = 1 g/ml Sangue = 1,057 g/ml Grandezas fundamentais Sistema internacional (SI) • Velocidade (v): Os seres vivos, suas partes e seus componentes estão em constante movimento, que é a mudança de posição no espaço num determinado tempo. Uma hemácia marcada com radioisótopo se desloca entre dois pontos de um vaso sanguíneo. A distância entre os pontos é 0,2m e o tempo gasto é de 0,01s. Calcular a velocidade da corrente sanguínea em m/s. Velocidade = Distância / Tempo • Aceleração (a): Razão entre a variação de velocidade num dado intervalo de tempo. a = v/T = m/s2 ou cm/s2 • A aceleração gravitacional é aceleração resultante da força de atração dos corpos pelo planeta. • Ao nível do mar a aceleração gravitacional é: g= 9,8 m.s2 Grandezas fundamentais Sistema internacional (SI) Um coágulo formado em um trauma pós-acidente de trânsito é movido pela contração cardíaca numa velocidade de 40 cm/s, e leva 2 segundos para entupir uma carótida e provocar um AVC. Qual a aceleração desse coágulo? Aceleração (a) Ex.: Aceleração do ar nas vias aéreas, do sangue na ejeção cardíaca. Grandezas fundamentais Sistema internacional (SI) Força (F): Produto da Massa (M) pela Aceleração (a). É medida em Newton, onde, 1 Newton é a força necessária para erguer no ar 0,1Kg. F = M x a = Kg.m.s-2 ou Newton PROBLEMA: Um halterofilista que levanta 150Kg acima de sua cabeça desprende quanta força? Grandezas fundamentais Sistema internacional (SI) Energia (E): Habilidade de realizar trabalho. Trabalho (T): É o produto da Força pela distância percorrida. Deslocamento de uma força. E ou T = F x d = Kg.m.s-2 x m = Kg.m2.s-2 ou joule PROBLEMA: Quanta força é necessária para erguer um corpo de 100g a 1 metro de altura? Grandezas fundamentais Sistema internacional (SI) Pressão (P): Força agindo numa determinada área. P = Força/área (N.m-2 ou Pascal) A Pressão osmótica é a força exercida pelas moléculas da solução na paredes celulares; A pressão sanguínea é a força que o sangue exerce sobre as paredes dos vasos. Grandezas fundamentais Sistema internacional (SI) Grandezas fundamentais Sistema internacional (SI) Potência (W): É a capacidade de realizar trabalho em função do tempo. W = T / t = joule/s ou watt PROBLEMA: Um paciente suspende um peso de 100g a uma altura de 1m por 1s, qual a potência do movimento nesse caso? • Temperatura é uma medida de intensidade da energia térmica. O calor é a medida da quantidade de energia térmica. • Escalas: Centígrada – 0º(gelo) e a 100º (ebulição) Grandezas fundamentais Sistema internacional (SI) • Frequência: O número de vezes que um evento ocorre num intervalo determinado de tempo; • Podemos medir a frequência cardíaca, os ciclos respiratórios,ondas cerebrais. • A unidade da freqüência é o Hertz (Hz), corresponde a eventos por segundo f= evento/ Tempo(s) • Uma substância radioativa emite 100 impulsos em 1 segundo. Qual a frequência da emissão? Grandezas fundamentais Sistema internacional (SI)