Introdução a biofísica

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CONCEITOS INTRODUTÓRIOS DA
BIOFÍSICA E SISTEMA INTERNACIONAL 
DE MEDIDAS
Professora: Ana Inês Gonzáles
Biofísica – Curso de Fisioterapia
 O estudo das ciências da saúde está se tornando
cada vez mais quantitativo em seus aspectos
experimentais e teóricos, refletindo o uso dos
métodos e conceitos fundamentais desenvolvidos
nas ciências básicas, principalmente em Física.
Fisioterapia
Composição Fundamental 
Observar a vida e uma maravilhosa experiência para nossos
sentidos. A presença de seres vivos, sons, cores, odores... A
composição desses sistemas, desde o Micro ate o
Macrocosmo, pode ser estudada por alguns componentes
fundamentais:
Matéria – objetos, corpos, alimentos
Energia – calor, luz, som, trabalho
Espaço – distâncias, áreas e volumes
Tempo – sucessão dia/noite, espera
Universo
 por que para entender os fenômenos biológicos eu 
tenho que estudar o universo conhecido?
Os seres vivos são constituídos de
MATÉRIA, e portanto, ocupam ESPAÇO
próprio, seus processos vitais ocorrem
diante da conversão e utilização de
ENERGIA e necessariamente ao longo do
TEMPO;
Biofísica
Composição Fundamental 
As grandezas Naturais definem a composição
e os fenômenos que ocorrem no Universo, de
maneira Qualitativa. Para definição Quantitativa
usam-se os Números.
Com números é sempre possível definir a
quantidade de cada componente.
“A Biofísica é o estudo da matéria,
energia, espaço e Tempo nos Sistema
Biológicos”.
Os seres vivos, fazendo parte do Universo, são
compostos de matéria, utilizam e produzem energia,
ocupam espaço próprio, e vivem na dimensão tempo.
AO SE FAZER UMA MEDIDA, SUA
MAGNITUDE DEVE ESTAR ACOMPANHADA
DE SUA RESPECTIVA UNIDADE;
1960- O Sistema Internacional de Medidas é o mais utilizado!!!
VAMOS PENSAR UM POUCO????
 O que significa as seguintes medidas?
- m
- Kg
- ml
- C
- m/s
- cm
- mm
Estamos tão distantes 
assim da Biofísica?
AS MEDIDAS FUNDAMENTAIS TAMBÉM PODEM
SER DESCRITAS EM POTÊNCIAS DE 10
Exemplo: quando é em potência de 10 o valor de 1Km?
O Sistema Internacional de Unidades – SI e o sistema mais
indicado;
Mas nem sempre foi assim!!! As primeiras escalas utilizadas
baseavam-se em parte do corpo humano e ate hoje, em alguns locais e
países são utilizadas. Como por exemplo:
• BRAÇAS – Medida náutica de profundidade que corresponde a
distancia entre as mãos de um homem com os braços estirados (+/-
1,70 m). Os pescadores utilizam um peso amarrado na ponta de uma
corda e lançam este peso ao fundo, contando quantas braças de
profundidade tem o local.
•PALMO - Utilizado para medir pequenos comprimentos.
Equivale a distancia entre o dedo polegar e mínimo, com
a mão aberta e estirada (+/- 22 cm).
• PÉS - Medida linear inglesa usada nos meios
marítimos ainda hoje em uso. Tem 12 polegadas e
equivale, aproximadamente, a 30,5 cm.
• POLEGADA - Medida que corresponde ao
comprimento da ultima falange do dedo polegar, que
equivale a 2,54 cm.
MASSA
Existe diferença entre Massa e Peso?
O peso de um indivíduo na terra é o mesmo que de um 
indivíduo no espaço?
– é a medida da quantidade de
matéria de um ser vivo.
Sob a ação da gravidade, a massa exerce uma
Força, que é o peso.
A área ou superfície corporal é medida em
m2 ou cm3.
O volume é o m3, o litro (l) e o mililitro
(ml).
A densidade é a relação entre massa e 
volume:
d = Massa 
Volume 
A aceleração é a variação da velocidade em
razão do tempo.
a = ∆ V 
Tempo 
A força é o produto da massa pela
aceleração.
Está presente em todas as estruturas e
processos biológicos.
A unidade de medida da força é o Newton.
F = massa X aceleração
A energia pode produzir trabalho.
O trabalho pode produzir energia.
A energia e trabalho são definidos como
produto da força vezes a distância percorrida
pela força.
O trabalho representa a principal atividade do ser
vivo. Toda manifestação biológica se faz através do
Trabalho ou da Energia.
A contração muscular – trabalho retirado da
energia elétrica dos músculos.
A síntese de proteínas – trabalho retirado da
energia elétrica dos alimentos
O trabalho ou a energia estão associados a:
Joule – relação entre força e deslocamento
, 
Força:
É uma grandeza vetorial. Para descrevê-la,
qualquer que seja sua natureza, é necessário
conhecer a direção, sua intensidade e o sentido.
As forças fundamentais são forças de
interação entre os corpos macroscópicos e/ou
partículas elementares.
• POTÊNCIA:
• A Potência (W) e a quantidade de trabalho 
realizado por unidade de tempo.
• Medida em Watt - um Watt = a um joule/seg.
• Usada nos sistemas circulatório, auditivo e no 
campo gravitacional.
• PRESSÃO:
• A Pressão é definida como uma forca agindo numa área 
delimitada. 
• A unidade SI é o pascal (Pa) e corresponde a forca de um 
Newton atuando numa área de um metro quadrado.
• A pressão osmótica e a força exercida pelas moléculas da 
solução nas paredes celulares, a pressão sanguínea e a 
forca que o sangue exerce sobre as paredes dos vasos.
 TENSÃO SUPERFICIAL:
 Podemos conceituar a tensão superficial como sendo 
força necessária para a penetração de objetos numa 
superfície liquida.
 No SI as unidades são o Newton.metro-1 ou 
joule.metro-1. Adota-se a letra grega sigma (σ).
 Na biologia a tensão superficial é estudada, 
principalmente, na troca de gases ocorridas no pulmão.
• TEMPERATURA:
• E uma das grandezas mais conhecidas e estudas, mas 
devemos atentar para diferenciarmos CALOR de 
TEMPERATURA. 
• O calor e a quantidade de energia térmica e a temperatura e a 
medida da intensidade da energia térmica.
• A temperatura(θ): podemos considerar a temperatura como a 
energia cinética das moléculas (Exceto em muito baixas 
temperaturas). A escala mais utilizada e a centígrada (°C), 
onde o ponto de fusão da água é 0°C e o ponto de ebulição 
ocorre a 100 °C.
Kelvin (K)
Fahrenheit (F)
 FREQUÊNCIA:
 Podemos conceituar freqüência (f) como o número 
de vezes que um evento ocorre num intervalo 
determinado de tempo.
 Podemos medir a freqüência cardíaca, os ciclos 
respiratórios, ondas cerebrais, movimentos 
peristálticos.... No SI a unidade da freqüência e o 
Hertz (Hz), corresponde a eventos por segundo.
ATIVIDADES
1) Defina o que é:
 Massa -
 Peso -
 Aceleração -
 Força -
 Trabalho –
2) Complete o quadro abaixo