Biofisica_aula_1_Introdução-à-Biofísica1

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UNIVERSIDADE FEDERAL DOS VALES DO JEQUITINHONHA E MUCURI
FACULDADE DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E DA SAÚDE
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS BÁSICAS
Introdução à BiofísicaIntrodução à Biofísica
Prof. Harriman Aley MoraisProf. Harriman Aley Morais
Diamantina, 2011Diamantina, 2011
1. O QUE É A BIOFÍSICA?
“É uma 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 energia, existe num meio ambiente o qual 
interage com este ser. ”
Fonte: Disponível em http://pt.wikipedia.org/wiki/Biofísica. Acesso em 06 jan. 2011.
Fonte: Disponível em http://www.sitedecuriosidades.com/im/g/98F37.jpg. Acesso em 06 jan. 2011.
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2. GRANDEZAS FUNDAMENTAIS
MASSA
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ESPAÇO
ENERGIA
TEMPO
3. UNIDADES, PADRÕES E GRANDEZAS
conjunto de observações e comparações
generalizações quantitativas
hipóteses e teorias quantitativas
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hipóteses e teorias quantitativas
Incertezas
Reprodutibilidade
Os organismos vivos não se enquadram nas leis da física???
UM POUCO DE HISTÓRIA.....
� Vitalismo (séc. XVIII-XIX)
“Os organismos vivos (não a matéria simples) se distinguem das
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“Os organismos vivos (não a matéria simples) se distinguem das
entidades inertes porque possuem força vital (ou élan vital, em
francês) que não é nem física, nem química.”
VOLTANDO À NOSSA AULA.....
Medida científica, técnica ou comercial exige unidades bem 
definidas para ser possível o confronto de medida
Conclusões com precisão conhecida
Padrões convencionados pela sociedade
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METROLOGIA
“A Metrologia é a ciência que abrange todos os aspectos teóricos e
práticos relativos às medições, qualquer que seja a incerteza em qualquer
campo da ciência ou tecnologia” (INMETRO, 2008).
MAIS UM POUCO DE HISTÓRIA.....
Para medir, o homem 
tomava a si próprio como 
referência!!
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Para quebrar a cabeça!!
1 jarda = 4,5 palmos
1 palmo = 8 polegadas
1 pé = 12 polegadas
1 polegada = 2,54 cm
Quantas polegadas tem uma jarda?
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Quantas polegadas tem uma jarda?
Quantos pés tem um jarda?
Um palmo corresponde a quantos pés?
Quantos centímetros tem uma jarda?
1789 – Criação do Sistema Métrico Decimal pela
Academia de Ciências da França, com três
unidades básicas de medida: o metro, o litro e o
quilograma.
1867 – Criação do Comitê dos Pesos e Medidas
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e da Moeda
1875 – Convenção do Metro
Bureau Internacional des Poids et Mesures (BIPM) 
Bureau Internacional des Poids et Mesures (BIPM) 
� Missão: assegurar a unificação mundial do sistema de medidas físicas
Comitê Internacional de Pesos e Medidas (CIPM), sob 
autoridade da Conferência Geral de Pesos e Medidas (CGPM)
1960 – 11ª CGPM – Sistema Internacional de Unidades (SI)
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1960 – 11ª CGPM – Sistema Internacional de Unidades (SI)
Princípios
• Unicidade 
• Uniformidade
Objetivos
• Facilitar a 
comunição
• Coerência
4. UNIDADES BASES
GRANDEZA NOME SÍMBOLO
Comprimento metro m
Massa quilograma kg
Tempo segundo s
Intensidade de corrente elétrica ampère A
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Intensidade de corrente elétrica ampère A
Temperatura termodinâmica kelvin K
Quantidade de substância mol mol
Intensidade luminosa candela cd
4. UNIDADES BASES
� Metro (17ª CGPM, 1983) é o comprimento da trajetória percorrida no vácuo pela luz durante um
tempo de 1/299 792 458 de segundo.
� Quilograma (3ª CGPM, 1901) é a unidade de massa, igual à massa do protótipo internacional
(cilindro de platina-iridiada, com diâmetro e altura de 39 milímetros)
� Segundo é a duração de 9 192 631 770 períodos da radiação correspondente a transição entre os
dois níveis hiperfinos do estado fundamental do átomo de césio 133.
� Ampère é a intensidade de uma corrente constante que mantendo-se em dois condutores
paralelos, retilíneos, de comprimento infinito, de secção circular desprezível e situados a uma
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paralelos, retilíneos, de comprimento infinito, de secção circular desprezível e situados a uma
distância de um metro um do outro no vácuo, produziria uma força igual a 2·10-7 newton por metro
de comprimento.
� Kelvin é a fração 1/273,16 da temperatura termodinâmica do ponto triplo da água.
�Mol é a quantidade de substância de um sistema que contém tantas entidades elementares como
átomos tenha em 0,012 quilogramas de carbono 12.
� Candela é a unidade luminosa de uma fonte que emite uma radiação monocromática de
freqüência 540 x 1012 hertz e cuja intensidade energética em dada direção é 1/683 watt por
esteroradiano.
5. UNIDADES DERIVADAS
GRANDEZAS NOME SÍMBOLO
Superfície metro quadrado m2
Volume metro cúbico m3
Velocidade metro por segundo m/s
Aceleração metro por segundo ao quadrado m/s2
Número de ondas metro elevado à potência menos um m-1
Massa específica quilograma por metro cúbico kg/m3
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Massa específica quilograma por metro cúbico kg/m3
Volume específico metro cúbico por quilograma m3/kg
Densidade de corrente ampère por metro quadrado A/m2
Campo magnético ampère por metro A/m
Concentração mol por metro cúbico mol/m3
luminância candela por metro quadrado cd/m2
GRANDEZA UNIDADE SÍMBOLO
EXPRESSÃO
UNIDADES 
BASE
OUTRAS 
UNIDADES
freqüência hertz Hz s-1
força newton N m.kg.s-2
pressão, tensão pascal Pa m-1.kg.s-2 N/m2
energia joule J m2.kg.s-2 N.m
potência, fluxo de energia watt W m2.kg.s-3 J/s
quantidade de eletricidade coulomb C s.A
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quantidade de eletricidade coulomb C s.A
diferença de potencial elétrico volt V m2.kg.s-3.A-1 W/A
temperatura Celsius grau Celsius °C K
atividade (de radionuclídeo) becquerel Bq s-1
dose absorvida gray Gy m2.s-2 J/kg
equivalente de dose sievert Sv m2.s-2 J/kg
6. MÚLTIPLOS E SUBMÚLTIPLOS DECIMAIS DAS UNIDADES
Medidas de uma grandeza são muito pequenas ou muito grandes 
quando comparadas com os padrões das unidades básicas do SI
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Prefixos e símbolos de prefixos para formar os nomes e símbolos 
dos múltiplos e submúltiplos decimais das unidades SI de 1012 a 
10-12 
Fator Prefixo Símbolo
1024 yotta Y
1021 zetta Z
1018 exa E
1015 peta P
1012 tera T
Fator Prefixo Símbolo
10-1 deci d
10-2 centi c
10-3 mili m
10-6 micro µ
10-9 nano n
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1012 tera T
109 giga G
106 mega M
103 quilo k
102 hecto h
101 deca da
10-9 nano n
10-12 pico p
10-15 fento f
10-18 atto a
10-21 zepto z
10-24 yocto y
7. UNIDADES FORA DO SISTEMA INTERNACIONAL
NOME SÍMBOLO CONVERSÃO
minuto min 1 min = 60 s
hora h 1 h = 60 min = 3 600 s
dia d 1 d = 24 h = 86 400 s
litro l, L 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3
Unidades de uso permitido com as do SI 
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litro l, L 1 L = 1 dm = 10 m
tonelada t 1 t = 103 kg
grau º 1° = (p/180) rad
minuto ’ 1’ = (1/60)° = (p/10 800) rad
segundo ” 1” = (1/60)’ = (p/648 000) rad
neper Np 1 Np = 1
bel B 1B = (1/2) ln 10 (Np)
UNIDADE SÍMBOLO CONVERSÃO
eletronvolta eV 1 eV = 1,602 177 33 (49) x 10-19 J
unidade unificada de 
massa atômicab
u 1 u = 1, 660 540 2 (10) x 10-27 kg
unidade astronômicac ua 1 ua = 1,495 978 706 91 (30) x 1011
m
a O eletronvolt é a energia cinética adquirida por um elétron ao passar
Unidades obtidas experimentalmente em uso com o SI 
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a O eletronvolt é a energia cinética adquirida por um elétron ao passar
através de um potencial de 1 volt.
b A unidade unificada de massa atômica é igual a (1/12) da massa de um
átomo do nuclídeo 12C.
c A unidade astronômica é unidade de comprimento; seu valor é,
aproximadamente, igual à distância média entre a Terra e o Sol.
GRANDEZA UNIDADE SÍMBOLO CONVERSÃO
energia quilowatt-hora kWh 1 kWh = 3,6 MJ
área hectare ha 1 ha = 1 hm2 = 104 m2
comprimento angström Å 1 Å = 0,1 nm = 10-10 m
secção de 
choquebarn b 1 b = 10
-28 m2
pressão bar bar 1 bar = 105 Pa
Unidades em uso temporário com as unidades SI
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pressão bar bar 1 bar = 10 Pa
radioatividade curie Ci 1 Ci = 3,7 x 1010 Bq
exposição 
(radiação) roentgen R 1 R = 2,58 x 10-4 C/kg
dose absorvida rad rd 1 rd = 0,01 Gy
dose equivalente rem rem 1 rem = 0,01 Sv = 10 mSv
DURÁN, J. E. R. Biofísica: fundamentos e aplicações. São Paulo:
Prentice Hall, 2003.
HENEINE, I. F. Biofísica básica. São Paulo: Editora Atheneu, 2002.
INMETRO - Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade
Industrial. Informações disponíveis em:<http://www.inmetro.gov.br>.
Acesso em 17/07/2008.
8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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Acesso em 17/07/2008.
INMETRO. Sistema internacional de unidades. 8. ed. Rio de Janeiro,
2003. 116 p.
“A mente que se abre a uma nova 
idéia jamais volta ao seu tamanho 
original”
Albert Einstein