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A IMPORTÂNCIA DA BIOFÍSICA E CAMPOS DE INTERESSE

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A IMPORTÂNCIA DA BIOFÍSICA E CAMPOS DE INTERESSE 
Prof. BRUNO PORTO
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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. 
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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 . 
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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 
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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.
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Sistema Internacional de Unidades (SI)
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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.
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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
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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?
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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
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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
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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
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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.
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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 .
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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
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Vamos praticar?
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Tensão superficial
Tensão superficial: força que deve ser feita para a penetração de objetos em uma superfície líquida.
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Pressão: P =força /área
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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. 
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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. 
 
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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) 
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Sentido do vetor - é dado pela seta colocada na extremidade do segmento. 
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