Campo gravitacional e eletromagnético

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�Faculdade Sudoeste Paulista
 (Mantida pela ICE – Instituição Chaddad de Ensino Ltda)
CURSO: 2º Termo Noturno 
DISCIPLINA: Biofísica Básica
PROFESSOR(a): Ricardo Silveira Leite 
ALUNO: Eveline Daltio Cleto
O Campo Gravitacional e Eletromagnético
O Campo Gravitacional
Quando a massa de um corpo é desprezível em relação a outro a Força (F) imprimida aos corpos pela aceleração da gravidade é: F = m·g. Onde, F é a força em Newtons, m é a massa em quilogramas e g é a aceleração em metros por segundo ao quadrado. 
A Energia Potencial é simplesmente a Força multiplicada pela altura (h) no Campo G: Ep = m·g·h.
A Energia Cinética no campo G é dada pela equação Ec = ½ mv². 
A Pressão é Força / Área, e medida em newtons·m-², no caso de sólidos. Já a pressão nos líquidos se dá por: P = d.g.h. 
Existem dois tipos de Trabalho encontrados na biologia: 
a) Trabalho F x d: usado quando há deslocamento de objetos; 
b) Trabalho P x ΔV: usado quando a pressão modifica o volume do sistema. 
É importante lembrar que todo trabalho é físico. O que diferencia é o trabalho realizado pelos biossistemas, necessário para produzir um determinado efeito físico. 
Logo: Trabalho Físico é a força x distância ou pressão x volume. Trabalho Biológico é a energia da contração muscular. 
A Potência é medida a partir do tempo necessário para realizar determinado trabalho. Quanto menor o tempo, maior a potência. 
Vetores é a forma de representar as forças. Eles mostram propriedades como direção, sentido e magnitude. A soma desses vetores dá origem ao vetor da força resultante. Vetores com mesmo sentido e direção são somados, vetores com mesma direção e sentido opostos são subtraídos, outros vetores são calculados pelo método do paralelogramo.
Forças é o resultado das ações dos vetores. Há forças de mesma direção e sentido que tem como resultante a soma das forças. Já as forças aplicadas na mesma direção e sentidos opostos têm como resultante a subtração das forças. Por fim, as forças congruentes em geral são aplicadas em um único ponto e são resolvidas pelo método do paralelogramo. 
Alavancas e Movimentos musculares as alavancas são braços onde se aplicam um ponto de apoio e duas forças em oposição. 
Polias e Tração terapêutica as polias são rodas providas de canaletas e os efeitos obtidos são decorrentes das cordas que se aplicam as canaletas. As polias são de dois tipos: 
a) Fixas - apenas mudam o sentido da força. 
b) Móveis – Modificam as forças aplicadas. 
Atrito é uma força que se opõe ao movimento dos corpos. O atrito de deslizamento é um pouco menor que o atrito de imobilidade. O atrito é de grande importância na Medicina ao realizar exames como os que necessitam da introdução de cateteres e sondas, pois o material precisa ser lubrificado. 
Momentum é a combinação entre massa e velocidade de um corpo. 
Pressão Atmosférica e Pressão Hidrostática: a atração entre a gravidade e as moléculas de gases provocam uma pressão na superfície da Terra. 
Propriedades da Atmosfera: como a atmosfera é um fluido a pressão se exerce em todos os sentidos e pode ser usada para contrabalancear a força da gravidade. 
Aplicação de Fluidos: para a injeção endovenosa de fluidos é necessário que a energia potencial do fluido seja maior do que a energia potencial do sangue venoso.
O Campo Eletromagnético 
Normalmente, a matéria é neutra, mas a realização de trabalho pode separar cargas nela. Eletricidade é o estudo das propriedades e comportamento dessas cargas separadas. Os seguintes parâmetros se observam nestes fenômenos: 
Coulomb: é a quantidade de cargas. O Coulomb (C) corresponde a 6,2 x 1018 cargas. Logo, uma partícula unitária tem a carga elétrica de 1,6 x 10-19 C.
Faraday: é a quantidade necessária de Coulombs para transportar um mol de partículas. Corresponde a 9,65 x 104 C. 
Voltagem: é a diferença de energia entre dois pontos, medida em Volts (V). Quando se utiliza 1 Joule para transportar 1 Coulomb entre A e B, a diferença de potencial é 1 Volt.
Ampere: mede a movimentação das cargas elétricas em função do tempo, a corrente elétrica. Quando 1 Coulomb se desloca em 1segundo de A para B, a corrente é de 1 Ampere.
Potência: é a capacidade de realizar trabalho em função do tempo. Sua unidade é o Watt (W). Quando passa 1 ampere sob potencial de 1 volt, a potência é de 1 watt. 
Resistência elétrica: mede a oposição da passagem de corrente. Sua unidade é o ohm (Ω). Quando há uma voltagem de 1 volt entre os pontos A e B, onde passa 1 ampère de corrente, a resistência é de 1volt. 
Resistividade: é a resistência calculada em função do comprimento e área do material condutor. Sua unidade é ohm·m. 
Condutividade: é o sentido inverso da resistência, medido em ohm·cm-1. 
Capacitância: é o fenômeno relacionado ao acúmulo de cargas opostas em condutores separados por meio isolante. Sua unidade é o FARAD. Quando entre duas placas A e B existe uma ddp (diferença de potencial) de 1 volt, e nessas placas se acumula 1 Coulomb de cargas elétricas, a capacitância é de 1 Farad. Denomina -se capacitor o conjunto que acumula essas cargas. 
Indutância: é a capacidade de induzir correntes do campo magnético gerado por cargas elétricas em movimento. 
Existem vários tipos de correntes: 
Simples: a mais comum, com polos invariáveis; 
Alternada: a polaridade varia em função do tempo. É uma corrente pulsante com pulsos negativos e positivos;
Induzida: a polaridade varia em diversas variantes. 
RELAÇÕES ELÉTRICAS DE INTERESSE EM BIOLOGIA 
 
Associação de pilhas 
Em série: união dos polos positivos de um com os polos negativos dos outros. As voltagens se somam e corrente permanece a mesma; 
Em paralelo: união dos polos negativos e positivos entre si. A voltagem é a mesma e a corrente se divide.
 
Associação de resistores 
Em série: corrente percorre cada resistor sucessivamente. A resistência total é a soma das resistências individuais;
Em paralelo: corrente passa simultaneamente através dos resistores. A resistência total é a soma dos inversos das resistências individuais. 
 
Associação de capacitores
Em série: polo positivo de um com polo negativo de outro, a capacitância final é a soma dos inversos das capacitâncias individuais; 
Em paralelo: polos positivos com positivos e polos negativos com polos negativos. A capacitância final é a soma das capacitâncias individuais. 
 
Lei de Ohm 
Relação entre corrente (I), voltagem (V) e resistência (R): V = RI 
Onde a voltagem é medida em volts, corrente em amperes e resistência em ohms. 
 
Potência elétrica e produção de calor 
A potência (W) em qualquer circuito se dá por: W = VI (Joules·s-1 = watts) 
Em circuito puramente resistivo temos: w = RI2 
Se o sistema funciona durante um tempo t o trabalho realizado será: 
£ = VIt
Equipamentos fornecedores de correntes usados na Biologia 
Eletroterapia: Pode ser usada na eletroestimulação dos músculos, onde o mecanismo consiste na estimulação dos processos biológicos por correntes elétricas; na consolidação de fraturas, quando a aplicação de pequenos potenciais é usada como adjuvante efetivo para a formação dos calos ósseos; e na Ionoforese, que é a introdução de substâncias no organismo através de corrente elétrica.
Termoterapia: Ela é a aplicação de calor nas várias condições patológicas. O calor pode ser aplicado nas fontes condutoras, calor radiante (infravermelho), diatermia e ultrassom. Nas fontes condutoras, o calor é aplicado com métodos simples, como compressas quentes, que podem ser úmidas ou secas. Não há perigo de um excesso de calor ser transferido para a pele, é sempre preciso usar o termômetro para controlar a temperatura do banho. A energia radiante é absorção e transferência da energia que fornece a elevação de temperatura. Os elétrons produzemo trabalho e o trabalho por atrito produz o calor. A absorção do calor depende de tipo da pele do paciente e da coloração da pele, é assim que a pele escura absorve mais do que a pele clara. Na termoterapia, a distância e o ângulo de incidência condicionam a intensidade de recebida. Segundo a distância, a intensidade da energia que atinge uma área do corpo, é inversamente proporcional ao quadrado da distância. A fórmula usada é: I2/I1 = d12/d22 Ângulo de incidência: a fórmula que mede a intensidade em função do ângulo de incidência é: Iα = I0. Cosα
Diatermia: É a passagem do calor através dos tecidos e órgãos. Na aplicação por ondas curtas ou micro-ondas, é necessário lembrar que o paciente faz parte do circuito eletromagnético. Por isso é importante sintonizar o circuito com a presença da parte do organismo a ser irradiada. É também necessário observar bem as prescrições terapêuticas para cada caso, especialmente nas irradiações da pélvis. Os operadores e aplicadores devem se precaver contra irradiações continuadas pela reflexão.
Ultrassom: O ultrassom é onda sonora e, portanto, mecânica. O mecanismo íntimo de ação do ultrassom é a vibração de estruturas através do impacto mecânico das ondas do som. A intensidade é determinada pela potência do gerador e pela área da cabeça emissora. O ultrassom é aplicado para aquecimento das articulações. É importante lembrar que os portadores de marca-passo não devem ser expostos a micro-ondas para não interferir no funcionamento desses aparelhos. Além disso, a geração do calor nos eletrodos pode levar o aquecimento do tecido cardíaco. Paciente com próteses metálicas podem apresentar o excesso de calor nessas interfaces. Fontes de infravermelho podem provocar catarata. Zonas isquêmicas não devem ser aquecidas, com o risco de vasodilatação. 
Crioterapia: É indicada em estados inflamatórios para analgesia de traumas e infecções, podendo reduzir a febre. Na medicina esportiva, ela tem indicações excelentes para entorse e contusões. No pós-operatório de vários tipos de cirurgia, especialmente ortopédica há indicações para o uso do resfriamento.
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