Introdução Biofísica

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O universo e sua composição fundamental 
MATÉRIA (M ) 
ENERGIA ( E ) 
ESPAÇO (L ) 
TEMPO ( T ) 
 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 . 
Biofísica é o estudo da matéria,energia espaço e 
tempo nos sistemas biológicos . 
Procura descrever a natureza molecular dos sistemas biológicos , 
os processos dinâmicos de transporte , as transformações da 
matéria biológica as transformações de energia e a 
comunicação celular. 
Átomos e moléculas são componentes fundamentais tanto da 
matéria inerte como dos sistemas vivos. 
Moléculas biológicas são formadas por átomos leves ( C, H, N, O, S) 
Alguns metais , em geral na forma de íons estão invariavelmente 
presentes na células (Na , K , Ca , Mg , Fe , Zn , etc.) 
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. 
Na biofísica as grandezas físicas estão relacionadas aos rítmos 
biológicos circadianos ; por ex. ritmos da termorregulação ; 
ritmos no sistema respiratório e rítmos no sistema cardiovascular. 
Os seres vivos 
 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. 
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 
 Balança Dinamômetro 
A unidade padrão do 
peso no SI é o Newton 
(1 N = 1 kg . m/s2). 
P = m.g 
VELOCIDADE : espaço percorrido /pelo tempo decorrido 
a relação massa/ volume é a densidade quantidade de 
matéria existente na unidade de volume de um corpo. 
OS SERES VIVOS , SUAS PARTES ( MEMBROS; ÓRGÃOS ; SANGUE 
ETC. ESTÃO EM CONSTANTE MOVIMENTOS. 
ÁREA E VOLUME : superfície corporal 
Força : massa x aceleração (mudança da velocidade 
em função do tempo ). 
Pressão : P =força /área 
Viscosidade : atrito interno visível no escoamento de um líquido . 
( representada pela letra grega eta). 
Tensão superficial : força que deve ser feita para a penetração 
de objetos em uma superfície líquida .( sigma ). 
Frequência 
Fenômenos biológicos repetitivos em função do tempo. 
Unidade de medida é o Hertz( um evento por segundo ). 
 
Temperatura é medida da intensidade da energia térmica 
(ET ) e calor é a quantidade de E T . 
 
 
 
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. 
Grandeza escalar é uma grandeza que é determinada apenas 
por um valor numérico chamado de módulo. 
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 
A temperatura, área, volume, são também grandezas 
escalares. 
Grandezas vetoriais: velocidade, aceleração, força. . . 
Módulo (distância), direção e sentido, são denominadas 
grandezas vetoriais. 
Sentido do vetor - é dado pela seta colocada na extremidade 
do segmento. 
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 com com a horizontal) 
Unidades Básicas 
Unidades derivadas 
Unidades derivadas 
Múltiplos e submúltiplos decimais das unidades 
Unidades fora do sistema internacional 
Unidades de uso permitido com as do SI . 
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. 
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 
Escreva em notação científi ca, as seguintes quantidades: 
50.000Kg = 3.600s = 900.000Hz = 0,00025m = 
 Força gravitacional 
F = Força em (N) 
m = massa (Kg) 
g = gravidade ( m/s2 ) 
Efeitos da Gravidade no Corpo Humano 
Um dos importantes efeitos médicos da força gravitacional é a 
formação de veias varicosas nas pernas quando o sangue 
venoso viaja contra a força da gravidade no seu caminho de 
volta ao coração. 
Cada vez que pisamos o sangue 
acumulado nos pés é bombeado para 
cima. Por isto é tão importante caminhar. 
A bomba muscular da panturrilha 
A contração dos músculos da perna 
também serve de bomba para o retorno 
venoso. 
A bomba plantar 
 Funcionamento das veias 
Normal Sem válvula Falha na válvula 
Energia Potencial Gravitacional 
A energia potencial gravitacional depende: 
• da massa do corpo (kg); 
• da aceleração da gravidade local (m/s2); 
• do nível de referência (m). 
Energia Potencial Elástica 
Um corpo é denominado elástico quando, cessada a ação 
da força que o deformou, volta à situação inicial. 
Em que k é a constante elástica do 
corpo elástico,medida em N/m no SI e x 
é a deformação da mola em metros. 
Energia Cinética 
A energia que um corpo possui por causa do seu 
estado de movimento denomina-se energia cinética. 
m – massa do corpo (kg) 
v – velocidade do corpo (m/s) 
 
 
m 
Trabalho 
Obtido quando uma força aplicada a um corpo 
causa deslocamento. 
Trabalho realizado por uma força constante 
Se o módulo da força F é constante ao longo do deslocamento s, 
o trabalho pode ser calculado por meio da expressão: 
τ 
É uma forma de energia 
É uma grandeza escalar 
Unidade: JOULE 
τ 
Força 
Deslocamento 
Não ser perpendicular 
F 
x 
W = F x Δx x cos a 
τ 
τ 
τ motor 
V 
F 
V 
F 
τ resistente 
 O que é Pressão 
A pressão é uma grandeza que é quantificada através da 
razão entre a força (F) e a área (A) da superfície em 
questão, onde a força é aplicada. 
p= Pressão N/m² (Newton por metro quadrado) – Pascal,Pa 
F = Newton (N) 
A = metro quadrado ( m2 ) 
 líquido 
g = gravidade (m/s2) 
d = densidade (Kg/m3) 
h = metros (m) 
A pressão de um sistema é dependente do volume continente. 
( Que o contém) 
 Para aumentar a pressão dentro de um continente , basta diminuir 
o seu volume . 
 Para diminuir a pressão dentro de um continente , basta aumentar 
o volume o seu volume . 
 Pressão positiva é a pressão que expulsa o fluido para fora do continente 
 Pressão negativa é a pressão que aspira o fluido para dentro 
 CPAP (Pressão Positiva Contínua em vias Aéreas) 
É uma pressão positiva aplicada na fase inspiratória, por intermédio de máscara facial 
ou bocal, com a expiração retornando a níveis de pressão atmosférica com ou sem 
retardo. 
Pressão arterial 
A pressão arterial consiste na força que é feita pelo sangue nas 
paredes dos vasos sanguíneos, graças à função do coração. 
O seu coração tem um ritmo entre os60 a 80 batimentos por minutos 
A força que o coração faz quando se contrai e 
joga o sangue para as artérias é chamada sístole. 
Quando o coração está relaxado, sendo 
preenchido por sangue, temos o que se chama 
diástole. 
 (Do G. SÍSTOLE; Syn, junto e Stellein, apertar) 
(Do G. DIASTOLE, “aumento, dilatação”) 
Circulação do sangue 
Pressão arterial 
Pressão arterial sistólica – geralmente este valor é 
denominado de pressão arterial máxima. (varia 
entre os 120 a 140 mmHg). 
 Ventrículo esquerdo bombeia uma quantidade de 
sangue para a aorta. 
Pressão arterial diastólica – normalmente este valor é 
conhecido como a pressão arterial mínima.(dentro da 
média dos 80 mmHg ). 
 
 Ventrículo esquerdo volta a encher-se para retomar 
todo o processo da circulação. 
ESFIGMOMANÔMETRO 
 Trabalho em sistema biológico 
O trabalho de uma força é definido como uma grandeza escalar 
correspondente ao produto da força pelo deslocamento, desde que a força e 
o deslocamento tenham mesma direção e sentido. 
ou 
F = Força (N) 
d = deslocamento(m) 
P = Pressão. N/m-2 (Pa) 
∆V = Variação de volume( m3) 
(J ) 
Tipos de Trabalhos 
 µC = coeficiente de atrito 
 F = m.g