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* A IMPORTÂNCIA DA BIOFÍSICA E CAMPOS DE INTERESSE Prof. BRUNO PORTO * BIOFÍSICA Ciência interdisciplinar que aplica as teorias e os métodos da física para resolver questões de biologia. A biofísica busca enxergar o ser vivo com um corpo, que ocupando lugar no espaço, e transformando energia, existe num meio ambiente o qual interage com este ser. Aspectos elétricos, gravitacionais, magnéticos e mesmo nucleares estão na fundamentação de vários fenômenos biológicos, e portanto, podem ser tratados pelos conhecimentos das ciências físicas. * Biofísica é o estudo da matéria, energia espaço e tempo nos sistemas biológicos. Matéria: pelos objetos; corpos; alimentos. Energia: pelo calor; luz ; som; pelo trabalho físico. Espaço: pelas distâncias; áreas e volume dos objetos. Tempo: pela sucessão dos dias e das noites; pela espera dos acontecimentos e pela duração da vida . * Alguns biofísicos famosos: Luigi Galvani, descobridor da bioeletricidade Hermann von Helmholtz, primeiro a medir a velocidade de impulsos nervosos Alan Hodgkin e Andrew Huxley, visão moderna do impulso nervoso Georg von Békésy, investigação sobre a audição humana Bernard Katz, descoberta do funcionamento das sinapses Maurice Wilkins e Rosalind Franklin, pioneiros da cristalografia de DNA Francis Crick, descoberta da estrutura do DNA Max Perutz e John Kendrew, pioneiro da cristalografia de proteínas * Grandeza Física é tudo aquilo que pode ser medido e associado um valor numérico e a uma unidade. Exemplos: Tempo, comprimento, velocidade, aceleração, força, energia, trabalho, temperatura, pressão. As grandezas físicas estão relacionadas aos rítmos biológicos circadianos; por ex. ritmos da termorregulação; ritmos no sistema respiratório e rítmos no sistema cardiovascular. * * Sistema Internacional de Unidades (SI) * * Notação Científica Escrever um número em notação científica é expressá-lo sob a forma de um produto de dois fatores, a saber: A finalidade é facilitar a apresentação de uma quantidade muito grande ou muito pequena, omitindo-se os zeros. * Por exemplo: 500.000 Kg = 5,0 x 105Kg 300.000.000 m/s = 3,0 x 108m/s 0,000015m = 1,5 x 10-5m 0,025 A = 2,5 x 10-2A * Como utilizamos essas unidades? Questão 1- Qual a temperatura do nosso corpo? 2- Qual a pressão ideal para o nosso organismo? 3- Qual a velocidade media do melhor corredor de 100m/s? 4- Quanto levantamos em uma seria de pernas? 5- Qual o volume que podemos doar de sangue? 6- Qual o volume médio de sangue no corpo humano? * Questão problema: Um anestésico de uso intravenoso age na dose de 4mg/kg de massa corporal. De acordo com o fabricante a concentração do medicamento está a 10mg/mL na ampola e o paciente pesa 80kg. Qual o volume a ser injetado? Dados: Dose ativa: 4mg/kg Concentração 10mg/mL Paciente : 80kg Volume a injetar: ? mL * * * Grandezas da área de saúde Respiração, Coração - Força (Newton) - Pressão Arterial (mmHg) - Pressão Glomerular - Contração Cardíaca - Viscosidade dos Sangue(Pa·s) - Tensão Superficial (N/m2) - Temperatura (calor)oC * Os seres vivos e a composição do universo São compostos de matéria (Massa) Utilizam e produzem energia Ocupam lugar no espaço próprio e vivem na dimensão Tempo Na vida comum , o tempo pode ser avaliado por qualquer fenômeno periódico como os batimentos cardíacos ou as estações do ano * Aplicações das grandezas MASSA : MEDIDA DA QUANTIDADE DE MATÉRIA DE UM SER VIVO. Sob ação da gravidade exerce uma força que é o peso corporal. Indicar do estado de Higidez do indivíduo. ÁREA e Volume: superfície corporal A relação massa/ volume é a densidade quantidade de matéria existente na unidade de volume de um corpo. * Velocidade: espaço percorrido /pelo tempo decorrido OS SERES VIVOS , SUAS PARTES ( MEMBROS; ÓRGÃOS ; SANGUE ETC. ESTÃO EM CONSTANTE MOVIMENTOS. Força: massa x aceleração (mudança da velocidade em função do tempo) Pressão: P =força /área Viscosidade: atrito interno visível no escoamento de um líquido. Tensão superficial: força que deve ser feita para a penetração de objetos em uma superfície líquida . Temperatura é medida da intensidade da energia térmica (ET) e calor é a quantidade de E T . * Frequência Fenômenos biológicos repetitivos em função do tempo. Unidade de medida é o Hertz (um evento por segundo). Frequência Respiratória: 14 a 20 irpm Frequência Cardíaca: 60 a 100 bpm * Vamos praticar? * Tensão superficial Tensão superficial: força que deve ser feita para a penetração de objetos em uma superfície líquida. * Pressão: P =força /área * Grandeza escalar é uma grandeza que é determinada apenas por um valor numérico chamado de módulo. Por exemplo, um carro se move a 100 km / h. Nesse caso, o movimento do carro é tratado como Grandeza Escalar. Não dizemos COMO ele está se movimentando. A temperatura, área, volume, são também grandezas escalares. * Grandeza Vetorial é uma grandeza que, além do módulo, é determinada por uma direção e um sentido. Por exemplo, um carro se move na direção horizontal, da esquerda para direita e a 100 km / h. Nesse caso, o movimento do carro é tratado como uma Grandeza Vetorial, com módulo, direção e sentido. → 100 km / h Essa seta chamada vetor (→) é o ente usado para determinar as Grandezas Vetoriais. Ele determina a direção (horizontal, vertical ou inclinada). Grandezas vetoriais: velocidade, aceleração, força. . . Módulo (distância), direção e sentido, são denominadas grandezas vetoriais. * Módulo do vetor - é dado pelo comprimento do segmento em uma escala adequada (d = 5 cm). Direção do vetor - é dada pela reta suporte do segmento (30º) * Sentido do vetor - é dado pela seta colocada na extremidade do segmento. * Obrigado!
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