biofísica introdução

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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)