introdução a biofisica

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BIOFÍSICA
O QUE É BIOFÍSICA?
ESTUDO DA MATÉRIA, ENERGIA, ESPAÇO E TEMPO NOS SISTEMAS BIOLÓGICOS
DÁ SUPORTE AO ENSINO DA FISIOLOGIA
SISTEMAS CIRCULATÓRIO E RESPIRATÓRIO
DINÂMICA DOS FLUIDOS
SONS PULMONARES
SONS CARDÍACOS
EX NO SISTEMA CIRCULATÓRIO A VELOCIDADE DO SANGUE NA SAÍDA DO CORAÇÃO PODE IR A 30Cm/s E NOS CAPILARES NÃO PASSA DE 0,3mm/s
PROPRIEDADES FUNDAMENTAIS DA MATÉRIA
MATÉRIA
ENERGIA
ESPAÇO
TEMPO
MATÉRIA
É TUDO AQUILO QUE TEM MASSA E OCUPA LUGAR NO ESPAÇO. TERMO GERAL PARA SUBSTÂNCIA DA QUAL TODOS OS OBJETOS FÍSICOS CONSISTEM
FORMADA DE PEQUENAS PARTÍCULAS, DESIGNADOS ÁTOMOS E ESSES PODEM SE UNIR DE VÁRIAS MANEIRAS, FORMANDO MOLÉCULAS
O QUE GERA SUBSTÂNCIAS SIMPLES / COMPOSTAS
ENERGIA
DERIVADA DO GREGO - ERGOS = TRABALHO
ESTÁ ASSOCIADA À CAPACIDADE DE QUALQUER CORPO PRODUZIR TRABALHO, AÇÃO, MOVIMENTO. DESIGNA VIGOR, FIRMEZA, FORÇA
CALOR
LUZ
SOM
TRABALHO FÍSICO
MECÂNICA
QUÍMICA = BATERIAS E PILHAS
ELÉTRICA = USINAS ELÉTRICAS / TERMOELÉTRICAS
ESPAÇO
DISTÂNCIAS
ÁREAS
VOLUME DOS OBJETOS
TEMPO
SUCESSÃO DE DIAS / NOITES
ESPERA DE ACONTECIMENTOS
SUCESSÃO DE VIDA
GRANDEZA FÍSICA
GRANDEZA É TUDO AQUILO QUE ENVOLVA MEDIDAS
TUDO AQUILO QUE PODE SER MEDIDO E ASSOCIADO A UM VALOR NUMÉRICO E A UMA UNIDADE
EX: TEMPO, COMPRIMENTO, VELOCIDADE, ACELERAÇÃO, FORÇA, ENERGIA, TRABALHO, TEMPERATURA, PRESSÃO
ESTÃO ASSOCIADAS COM OS RITMOS BIOLÓGICOS CIRCADIANOS
EX: RITMOS DA TERMORREGULAÇÃO
DO SISTEMA RESPIRATÓRIO
DO SISTEMA CARDIOVASCULAR
APLICAÇÃO DAS GRANDEZAS
MASSA = MEDIDA DA QUANTIDADE DE MATÉRIA DE UM SER VIVO.
SOB A AÇÃO DA GRAVIDADE EXERCE UMA FORÇA QUE É O PESO CORPORAL. INDICA O ESTADO DE HIGIDEZ DO INDIVÍDUO.
A GRAVIDADE NOS FAZ TER PESO
P= m . g ( 9,8 m/s2)
ÁREA E VOLUME
O VOLUME DE UM CORPO É A CARCTERÍSTICA QUE ELE POSSUI DE ARMAZENAR ALGO
VOLUME É A QUANTIDADE DE ESPAÇO OCUPADA POR ESSE CORPO
VOL TEM UNIDADE DE TAMANHO CÚBICO, POR EX: CM3, M3.
V = COMPRIMENTO . LARGURA . ALTURA
A UNIDADE MAIS COMUM UTILIZADA É O LITRO
VELOCIDADE
ESPAÇO PERCORRIDO DIVIDIDO PELO TEMPO DECORRIDO
V= ESPAÇO/TEMPO
ACELERAÇÃO
MUDANÇA DE VELOCIDADE EM FUNÇÃO DO TEMPO 
a = VEL / TEMPO
EX = CM/S2
CM = ÁREA
S2 = TEMPO
FORÇA
É O PRODUTO DA MASSA E ACELERAÇÃO
F = M . A
EX: CONTRAÇÃO MUSCULAR
ENERGIA E TRABALHO
A ENERGIA PODE PRODUZIR TRABALHO
 O TRABALHO PODE PRODUZIR ENERGIA
E = F . d
EX : GRUPO MUSCULAR
POTÊNCIA
É A CAPACIDADE DE REALIZAR TRABALHO OU PRODUZIR ENERGIA EM FUNÇÃO DO TEMPO
P OU W = TRABALHO / TEMPO
W = J/S
EX: AÇÃO MUSCULAR
PRESSÃO
É UMA FORÇA QUE AGE SOBRE UMA ÁREA OU SOBRE ALGUMA COISA
ATO DE COMPRIMIR, PRESSIONAR
P = F/ A
É MEDIDA NA UNIDADE N / M2 ( UNIDADE CONHECIDA COMO PASCAL)
EX : SANGUE
VISCOSIDADE
É A RESISTÊNCIA DE UM FLUIDO, LÍQUIDO OU GÁS 
ATRITO INTERNO VISÍVEL NO ESCOAMENTO DE UM LÍQUIDO = RESISTÊNCIA NO ESCOAMENTO APRESENTADA POR UM LÍQUIDO
EX: MEL, XAROPE DE MILHO SÃO MAIS VISCOSOS QUE A ÁGUA
FORÇA QUE DEVE SER FEITA DURANTE UM CERTO TEMPO PARA DESLOCAR UMA ÁREA UNITÁRIA DE UM FLUIDO
OBS: FLUIDO: NOME GERAL QUE É DADO AOS LÍQUIDOS E GASES, DEFORMA- SE CONTINUAMENTE QANDO SUBMETIDO A TENSÃO DE CISALHAMENTO, NÃO TEM FORMA PRÓPRIA.
V = F .T / A
UNIDADE : N . SEG/CM2 
EX: SANGUE
TENSÃO SUPERFICIAL
TENSÃO SUPERFICIAL
TENSÃO SUPERFICIAL: FORÇA QUE DEVE SER FEITA PARA A PENETRAÇÃO DE OBJETOS EM UMA SUPERFÍCIE LÍQUIDA
A ÁGUA TEM A MAIOR TENSÃO SUPERFICIAL DENTRE OUTROS LÍQUIDOS
FUNCIONA COMO UMA SUPERFÍCIE DE MEMBRANA ELÁSTICA EM SUAS EXTREMIDAD
N/CM OU TRABALHO/ ÁREA = J/CM2
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TEMPERATURA
É A MEDIDA DE INTENSIDADE DE ENERGIA TÉRMICA
CALOR : É A MEDIDA DA QUANTIDADE DE ENERGIA TÉRMICA 
TEMPERATURA É MEDIDA EM GRAUS CELSIUS
FREQUÊNCIA
FENÔMENOS BIOLÓGICOS REPETITIVOS EM FUNÇÃO DO TEMPO OU NÚMERO DE EVENTOS QUAISQUER NUM INTERVALO DE TEMPO
F = NUMERO DE REPTIÇÕES ... / TEMPO
EX: BATIMENTOS CARDÍACOS
BPM
DENSIDADE
RELAÇÃO ENTRE A MASSA DE UM MATERIAL E O VOLUME POR ELE OCUPADO
AQUILO QUE É DENSO, COMPACTO
D = M / V
GRANDEZAS FÍSICAS ESCALARES E VETORIAIS
DEFINIÇÕES: 
ESCALAR: MEDIDA UNICAMENTE COM UM VALOR NUMÉRICO E SUA UNIDADE DE MEDIDA
SÃO MAIS COMUNS NO COTIDIANO E MAIS FÁCEIS DE SEREM CALCULADAS
MASSA: DEFINIDA COMO PROPRIEDADE FUNDAMENTAL DA MATÉRIA E COMO MEDIDA DE INÉRCIA. 
SUA UNIDADE É DADA É DADA EM Kg, g, TONELADAS
TEMPERATURA: GRANDEZA QUE SE ASSOCIA AO MOVIMENTO DE AGITAÇÃO DAS PARTÍCULAS COMPONENTES DE UM CORPO. A UNIDADE DE MEDIDA É : GRAUS CELSIUS, KELVIN, FAHRENHEIT
ESCALARES
COMPRIMENTO: GRANDEZA QUE SERVE PARA EXPRESSAR A DISTÂNCIA ENTRE PONTOS. UNIDADES: METRO, LÉGUAS, JARDA, ETC.
POTÊNCIA: DETERMINA A QUANTIDADE DE ENERGIA FORNECIDA POR UMA FONTE POR UNIDADE DE TEMPO É BASICAMENTE A REPIDEZ COM QUE O TRABALHO É REALIZADO. UNIDADE: WATT
GRANDEZAS VETORIAIS
PRECISAM DE DIREÇÃO E SENTIDO, ALÉM DO VALOR NUMÉRICO.
SÃO CHAMADAS VETORIAIS, BEM MAIS COMPLEXAS EM SEU CÁLCULO. SÃO REPRESENTADAS SEMPRE POR VETORES. UM VETOR POR SUA VEZ É UM ELEMENTO MATEMÁTICO SIMBOLIZADO POR UMA SETA QUE POSSUI INTENSIDADE, DIREÇÃO E SENTIDO.
CAMPO ELÉTRICO: CAMPO DE FORÇA GERADO PELA AÇÃO QUE TODAS AS CARGAS ALI PRESENTES FAZEM, SENDO ASSIM, SOFRE INFLUÊNCIA DAS FORÇAS DE ATRAÇÃO E REPULSÃO. UNIDADE: NEWTON/COULOMB
VETORIAIS
TORQUE: MEDE A INTENSIDADE DE UMA FORÇA CAPAZ DE FAZER UM MOVIMENTO DE GIRO. NÃO É UM VETOR MUITO COMUM EM NOSSA LINGUAGEM, MAS NA PRÁTICA ESTÁ SEMPRE PRESENTE. EXISTE TORQUE, POR EXEMPLO: NO MOVIMENTO DE ROTAÇÃO QUE FAZEMOS NO VOLANTE. A UNIDADE: NEWTON. METRO
VELOCIDADE: GRANDEZA VETORIAL QUE CONSISTE EM CALCULAR A DISTÂNCIA PERCORRIDA EM DETERMINADO INTERVALO DE TEMPO. UNIDADE: M/S 
VETORES 
ENTENDER CONCEITO
A GRANDEZA ESCALAR NÃO NECESSITA DE MAIS INFORMAÇÕES ALÉM DAQUELA EU CONDIZ AO VALOR NUMÉRICO E A UNIDADE
EX: M=70Kg
VALOR + UNIDADE
QUAIS GRANDEZAS DEPENDEM SÓ DE NÚMERO E UNIDADE?
VETORIAL
DEPENDE DE MUITAS INFORMAÇÕES
EX: VIAJO DE SP PARA OS EUA.
QUAL SENTIDO?
QUAL DIREÇÃO?
QUAL O TAMANHO DA VIAGEM EM KM?
PORTANTO,
SENTIDO? PARA ONDE ESTÁ INDO?
DIREÇÃO? EIXO VERTICAL
INTENSIDADE? TAMANHO , KM
MOSTRAR GRANDEZA VETORIAL 
LETRA MAIUSCULA COM SETA EM CIMA
 A SETA SEMPRE HORIZONTAL APONTANDO PARA A DIREITA
INTENSIDADE E MÓDULO
( LOUSA)
EXERCÍCIOS
1- DETERMINE SE A GRANDEZA É ESCALAR OU VETORIAL E EXEMPLIFIQUE COM UMA UNIDADE:
A- TEMPO
B- ENERGIA
C- FORÇA
D- VELOCIDADE
E- CARGA ELÉTRICA
F- TEMPERATURA
G- DINHEIRO
H- POTÊNCIA
2- DENTRE AS GRANDEZAS FÍSICAS RELACIONADAS A SEGUIR ASSINALE A QUE É ESCALAR:
A- CORRENTE ELÉTRICA
B- IMPULSO
C- CAMPO ELÉTRICO
D- EMPUXO
E- VELOCIDADE
3- UMA GRANDEZA FÍSICA ESCALAR FICA CORRETAMENTE DEFINIDA QUANDO DELA NOS CONHECEMOS:
A- VALOR NUMÉRICO E SENTIDO
B- DIREÇÃO E SENTIDO
C- VALOR DESVIO E SENTIDO
D- VALOR NUMÉRICO E UNIDADE
E- DESVIO, DIREÇÃO E SENTIDO
4- ANALISANDO AS GRANDEZAS FÍSICAS SEGUINTES.DENTRE ELAS QUAL TEM CARÁTER VETORIAL?
A- FORÇA E DESLOCAMENTO
B- MASSA E FORÇA
C- TEMPERATURA E MASSA
D- DESLOCAMENTO E TRABALHO
E – TEMPERATURA E TRABALHO
5- NO ENSINO MÉDIO AS GRANDEZAS FÍSICAS RELACIONADAS COSTUMAM SER CLASSIFICADAS EM 2 CATEGORIAS. NA PRIMEIRA CATEGORIA ESTÃO AS GRANDEZAS DEFINIDAS APENAS POR UM NÚMERO E UMA UNIDADE DE MEDIDA, AS GRANDEZAS DE SEGUNDA CATEGORIA REQUEREM, ALÉM DISSO, O CONHECIMENTO DE SUA DIREÇÃO E DE SEU SENTIDO
A- COMO SÃO DENOMIDAS AS 2 CATEGORIAS, NA SEQUÊNCIA APRESENTADA?
B- PREENCHA CORRETAMENTE AS LACUNAS DA TABELA INDICANDO GRANDEZA FÍSICA DA ÁREA DA MECÂNICA E DE OUTRA ÁREA DA ELÉTRICA PARA CADA UMA DAS CATEGORIAS:
ÁREA
1ºCATEGORIA
2º CATEGORIA
MECÂNICA
ELÉTRICA
QUANDO A GRANDEZA FÍSICA É VETORIAL PARA QUE ELA FIQUE COMPLETAMENTE DEFINIDA DEVEMOS CONHECER DELA:
A- VALOR, MÓDULO E UNIDADE
B- VALOR, DESVIO, UNIDADE E DIREÇÃO
C- DESVIO PADRÃO, UNIDADE E SENTIDO
D- DESVIO PADRÃO E MÓDULO
E – VALOR, UNIDADE, DIREÇÃO E SENTIDO
VETOR = VARIAÇÃO
TODA DIREÇÃO TEM 2 SENTIDOS.
ESTRUTURA ATÔMICA E MODELO
ATÔMICO ATUAL
COMO VIMOS VÁRIOS CIENTISTAS PROPUSERAM MODELOS PARA EXPLICAR DE QUE É FORMADA A MATÉRIA.
EM 450 AC LEUCIPO E DEMÓCRITO
EM 1766 – 1844 : DALTON ATRAVÉS DAS IDÉIAS DOS 2 FIOLOSÓFOS PROPÔS QUE O ATOMO ERA COMO UMA BOLA DE BILHAR MACIÇA
EM 1897 – THOMSON : PASSOU A TRABALHAR COM A AMPOLA DE CROOKES, UM TUBO ONDE GASES ERAM SUBMETIDOS A VOLTAGENS ALTISSIMAS PRODUZINDO RAIOS CATÓDICOS. O ATOMO É UMA ESFERA NÃO MACIÇA DE CARGA ELETRICA POSITIVA INCRUSTADO DE ELETRONS DE MODO QUE SUA CARGA TOTAL SEJA NULA 
PUDIM DE AMEIXAS
MODELO DE RUTHERFORD
1871 – 1937 : REALIZOU EXPERIMENTO EM QUE BOMBARDEIA UMA FINISSIMA LÂMINA DE OURO COM PARTICULAS ALFA ( QUE SÃO POSITIVAS FORMADAS POR 2 NEUTRÔNS E 2 PRÓTONS E SÃO EMITIDAS EM PROCESSOS DE DESINTEGRAÇÃO NUCLEAR) VINDAS DO POLONIO RADIOATIVO. OBSERVOU QUE A MAIORIA DAS PARTICULAS ATRAVESSAVA A FOLHA OQUE SIGNIFICAVA QUE O AT TINHA ESPAÇOS VAZIOS
O ATOMO SERIA SEMEMLHANTE AO SISTEMA SOLAR EM QUE O SOL SERIA O NÚCLEO E OS DEMAIS PLANETAS OS ELETRONS AO REDOR
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A eletronegatividade e a eletropositividade são duas propriedades periódicas que indicam a tendência de um átomo, numa ligação química, em atrair elétrons compartilhados.  Ou ainda, podem representar a força com que o núcleo atrai a eletrosfera.
Eletronegatividade é a tendência de um átomo em atrair elétrons compartilhados numa ligação química; de modo contrário, a eletropositividade indica a tendência do átomo em liberar esses elétrons quando ligado a outro.
Os gases nobres são os elementos cujos valores de eletronegatividade e eletropositividade são os menores possíveis. Pois, uma vez que possuem estabilidade eletrônica, não tem tendência significativa em perder ou ganhar elétrons.
Essas duas propriedades crescem na tabela periódica de modos exatamente contrários: enquanto que a eletronegatividade cresce de baixo para cima nos grupos (família) e da esquerda para a direita nos períodos; a eletropositividade cresce de cima para baixo nos grupos e da direita para a esquerda nos períodos:
Variação de Eletronegatividade e Eletropositividade
A eletronegatividade e eletropositividade são maiores ou menores nos átomos dos elementos da tabela correlacionando-se com outras propriedades periódicas:
Raio atômico: Quanto menor o raio atômico, maior a força com que o núcleo atrai a eletrosfera. Assim, maior a eletronegatividade e menor a eletropositividade do átomo;
Afinidade eletrônica: Como a afinidade eletrônica mede a tendência de um átomo em receber um elétron na sua eletrosfera, quanto maior for essa propriedade maior será a eletronegatividade. Ao contrário da eletropositividade, que se torna menor.
Potencial (ou energia) de ionização: Como a energia de ionização indica a tendência do átomo em se tornar íon positivo com valência +1 (ou seja, perder um elétron), quanto maior o seu valor, maior será a eletronegatividade e menor a eletropositividade do átomo.
Isótopos, isóbaros e isótonos – Classificação dos átomos
Assim como normalmente se identifica coisas e pessoas através de números, os átomos também podem ser identificados por números, sendo estes de prótons, nêutrons e elétrons.
– O número atômico (Z) é o número de prótons que existem no núcleo de um átomo qualquer. Esse número será igual ao de elétrons se o átomo for eletricamente neutro;
O número de massa (A) é a soma do número de prótons e de nêutrons que existem num átomo, satisfazendo a equação:
A=Z+N
Sendo assim, a partir desta expressão é possível também calcular o número de nêutrons ou de prótons do átomo
Ao analisar os números, atômico, de nêutrons e o de massa de diversos átomos pode-se separar grupos de átomos que possuam um ou outro número em comum, a partir disso, conceitos como isótopos, isóbaros e isótonos surgiram.
ISÓTOPOS 
SÃO ATOMOS QUE POSSUEM O MESMO NÚMERO DE PRÓTONS E DIFERENTES NÚMERO DE MASSA.
PODEM SER CONSIDERADOS´ÁTOMOS DE UM MESMO ELEMENTO QUÍMICO, PODEM SER CHAMADOS DE NUCLIDEOS
TEM PROPRIEDADES QUIMICAS IGUAIS ,POIS ESTE FATOR ESTA RELACIONADO COM A ESTRUTURA DE SUA ELETROSFERA, MAS PROPRIEDADES FÍSICAS DIFERENTES, O QUE DEPENDE DA MASSA DO ÁTOMO
ISÓBAROS
São átomos de diferentes números de próton, mas que possuem o mesmo número de massa (A). Assim, são átomos de elementos químicos diferentes, mas que têm mesma massa, já que um maior número de prótons será compensado por um menor número de nêutrons, e assim por diante. Desse modo, terão propriedades físicas e químicas diferentes.
ISÓTONOS
São átomos de diferentes números de prótons e de massa, mas que possuem mesmo número de nêutrons. Ou seja, são elementos diferentes, com propriedades físicas e químicas diferentes.