COM Gabarito AP2 2012.2 - BIOFISICA

Prévia do material em texto

CURSO DE LICENCIATURA EM CIÊNCIAS BIOLÓGICAS - UFRJ 
Gabarito da 2a. Avaliação Presencial de Biofísica– 2012/2 
 
 
Questão 1: 
O edema pode ser definido como “Acúmulo de líquido intersticial nos espaços ou nas cavidades do 
corpo”. O desequilíbrio entre os fatores que regem a hidrodinâmica entre interstício e meio 
intravascular é que origina o edema. Esses fatores compreendem a pressão hidrostática sanguínea e 
intersticial, a pressão oncótica vascular e intersticial e os vasos linfáticos. Discuta como cada um desses 
fatores pode dar origem a um edema. 
 Resposta: 
1) Pressão hidrostática sanguínea: quando essa pressão aumenta, ocorre saída excessiva de líquido do vaso, 
situação comum em estados de hipertensão e drenagem venosa defeituosa (por exemplo, em casos de varizes, 
insuficiência cardíaca etc). 
2) Pressão hidrostática intersticial: se essa pressão estiver diminuída, o líquido não retorna para o meio 
intravascular, acumulando-se no interstício. 
3) Pressão oncótica sanguínea: a redução da pressão oncótica sanguinea (determinada pelas proteínas 
plasmáticas) diminui o deslocamento do líquido intersticial para o interior do vaso. 
4) Pressão oncótica intersticial: um aumento da quantidade de proteínas no interstício provoca o aumento de sua 
pressão oncótica, o que favorece a retenção de líquido nesse local. Além disso, o aumento dessa pressão 
contribui para a dificuldade de drenagem linfática na região. 
5) Vasos linfáticos: se a função de drenagem dos líquidos estiver comprometida, pode surgir o edema. Esse 
quadro é observado, por exemplo, em casos de obstrução das vias linfáticas. 
 
 
Questão 2: 
Nas artérias, a velocidade do sangue é da ordem de 30cm/s enquanto que nos capilares é da ordem de 
1mm/s. 
a) Calcule a variação de velocidade do escoamento do sangue na aorta ao passar pela bifurcação 
das carótidas. Para isso, considera a aorta como no esquema abaixo: tendo 2cm de diâmetro e com as 
carótidas com 1cm de diâmetro cada. Sabendo que a velocidade em A é de 30cm/s, calcule qual será a 
velocidade em B?. 
 
 
 
Resposta: 
v1σ1A1=v2 σ2A2 
como σ1= σ2: 
30x2 = V2x4 
 
=> V2=15cm/s 
 
 
b) Explique, a partir de princípios da Hidrodinâmica, porque a velocidade do sangue nos 
capilares cai em relação à velocidade nas artérias. 
Resposta: 
A equação da continuidade estabelece que, para um líquido de densidade constante, em regime de fluxo estacionário, 
existe um compromisso entre a velocidade e a área da secção transversal do duto, na forma v1A1=v2A2, ou seja, o 
produto da velocidade do líquido pela área da secção transversal do duto é uma constante. O que mostra que, se a área 
aumenta, a velocidade diminui. O que ocorre na circulação é que os capilares funcionam como dutos paralelos, cuja 
soma das áreas é maior que a das artérias; é como se tivéssemos um duto equivalente aos capilares de raio maior que o 
das artérias. Então, passar das artérias para os capilares é o mesmo que passar de um duto mais estreito para outro 
largo. Neste caso, como previsto pela equação da continuidade, teremos uma diminuição da velocidade. 
 
 
 
Questão 3: 
A catarata é causada pelo depósito excessivo de proteínas no cristalino, tornando-o opaco. Como as 
radiações podem contribuir para o aparecimento desta doença? 
Resposta: 
As radiações ionizantes de baixa energia, como UVA e UVB, podem causar ligações cruzadas entre proteínas, que 
podem levar à formação de catarata. A catarata também pode ser gerada por causa do efeito térmico de radiações 
menos energéticas, como microondas e radiofrequência, uma vez que o aquecimento pode causar o depósito de 
proteínas e deixar o cristalino mais opaco. 
 
 
Questão 4: 
Quando o pneu do carro fura e tentamos trocá-lo, muitas vezes não conseguimos soltar o parafuso que 
prende o pneu na roda com as mãos, mesmo usando uma chave em cruz ou em L. Proponha duas 
maneiras de solucionar este problema, explicando os princípios físicos envolvidos em cada uma das 
soluções apontadas. 
Resposta: 
Se não conseguimos girar o parafuso, é simplesmente porque o Torque produzido não é suficiente, e precisa ter seu 
módulo aumentado (a não ser que estejamos tentando girar no sentido contrário). Para aumentar a intensidade desse 
Torque podemos aumentar a Força (pisando na chave de roda, por exemplo) ou aumentar o Braço da alavanca (usando 
uma chave de roda mais comprida, por exemplo). O uso de lubrificação nos parafusos, para reduzir a Força de atrito, 
também é uma solução válida. 
 
 
Questão 5: 
Na figura abaixo temos dois cubos de exatamente 1kg compostos por materiais diferentes. 
 
 
 
 
 
Um é composto exclusivamente de ouro, que possui densidade de aproximadamente 19g/cm3. O outro 
é composto exclusivamente por isopor compactado, com densidade final aproximada de 0,30 g/cm3. 
Lembrando que a densidade da água é de aproximadamente 1 g/cm3, e que a densidade do ar é de, 
aproximadamente, 0,1 g/cm3 responda às seguintes questões: 
a) Qual dos dois cubos é o mais pesado? 
Resposta: 
Os dois cubos possuem o mesmo peso. 
 
b) Se colocarmos os cubos sobre uma mesa, qual exercerá maior pressão na mesa? Por quê? 
Resposta: 
O cubo de menor volume, uma vez que a área de contato com a superfície da mesa será menor e, portanto, a 
pressão será maior (P= F/A). 
 
c) O que acontecerá com cada um dos cubos se os colocarmos à uma profundidade de 1m em 
uma piscina com 2m de profundidade, e os soltarmos? Desenhe as forças envolvidas nessa situação. 
Resposta: 
Como os dois cubos são maciços, o cubo mais denso irá afundar, pois sua densidade é maior que a do líquido. Já 
o cubo menos denso, irá emergir pois sua densidade é menor que a do líquido. As forças que devem aparecer no 
diagrama são, em ambos os casos, Peso e Empuxo, de mesmo sentido, e direção contrárias. Como o Módulo do 
Empuxo é dado pelo Peso do volume de líquido deslocado, este será menor que o Peso no caso do Ouro, e maior 
do que o Peso, no caso do Isopor. 
 
d)Se soltarmos os cubos do topo de um edifício de 50m de altura, qual dos dois deverá chegar 
primeiro ao chão? Por quê? 
Resposta: 
Desprezando a resistência do ar, os dois chegarão ao mesmo tempo, pois ambos possuem a mesma aceleração: a 
aceleração da gravidade. 
Já levando em conta a resistência do ar, o de ouro chegará antes, pois sofrerá menos com o atrito durante a queda, 
além de o empuxo sobre este ser menor (o cubo de isopor sofre maior empuxo, pois desloca um maior volume de 
fluído, que nesse caso é o ar). 
 
 
 
Cubo de isopor Cubo de ouro