11_AP2_-2008_1_gabarito

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Fundação CECIERJ – Vice Presidência de Educação Superior a Distância 
 
DISCIPLINA BIOFÍSICA 
GABARITO DA SEGUNDA AVALIAÇÃO PRESENCIAL – AP2 2008/1 
 
 
1.
 A pressão média com que o coração bombeia o sangue para a aorta é de 100 
mmHg. Qual é a força média exercida pelo coração sobre o sangue que está 
entrando na aorta, se a secção desta for 3 cm2? Além disso, sabendo-se que a 
pressão a pressão diastólica na aorta é10662,4 Pa, calcule a pressão, em 
mmHg, no pescoço, 20 cm acima, e a pressão no começo das pernas, 70 cm 
abaixo da aorta. Considere a densidade do sangue 1,04gcm-3. 
 
RESPOSTA 
Sabendo-se que a pressão é dada por 
 P=F/A 
onde F é a força aplicada e A a área sobre a qual a força é 
exercida, temos que a força será dada por 
 
 F=PA 
Substituindo os dados, temos 
 
F= 1,3x104x3x10-4=3,9N. 
 
Consideremos nosso nível de referência na altura da aorta. 
Sabemos que, no campo gravitacional da Terra, a variação da 
pressão com a variação da altura é dada por 
 
.
P g
Z
ρ∆ = −
∆
 
 
Então, a diferença de pressão será: 
 
pescoço
pescoço
aorta
aorta aorta
P P P g Z
P P g Z P gh
ρ
ρ ρ
∆ = − = − ∆
= − ∆ = −
 
Onde h é a altura considerada em relação ao nível de 
referência, ρρρρ é a densidade do sangue e g a aceleração da 
gravidade.Substituindo os dados,temos 
 
mmHgP
PaxxxP
pescoço
pescoço
8,61
4,85242,0101004,14,10662 3
=
=−=
 
A pressão, portanto, diminui. 
 
Para pressão no inicio das pernas, temos 
Convertendo para mmHg, temos: 
 
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perna
perna ( )
note que o ponto considerado esta abaixo da nossa referencia
aorta
aorta aorta aorta
P P P g Z
P P g Z P g h P h
ρ
ρ ρ
∆ = − = − ∆
= − ∆ = − − = +
 
Substituindo os dados, temos 
 
 
perna
3
perna 10662, 4 1,04 10 10 0,7 17942, 4 134,6
aorta
aorta
P P P g Z
P P h Pa mmHg
ρ
× ×
∆ = − = − ∆
= + = + × = =
 
 
 
2. A atividade cardíaca pode ser analisada, principalmente, a partir do registro de 
algumas grandezas físicas. Diga quais são tais grandezas e explique, em 
linhas gerais, como são feitos esses registros. Na figura abaixo são 
apresentados três desses registros. Identifique-os. 
 
RESPOSTA 
As principais grandezas físicas usadas para análise da atividade 
cardíaca são: pressão, diferença de potencial elétrico e freqüência 
sonora. 
Durante a atividade de um ciclo cardíaco, sístole-diástole, são 
registradas: as variações da pressão sanguínea nos vasos (aorta), 
as variações do potencial elétrico da membrana das células 
cardíacas e a freqüência das ondas sonoras produzidas. Os registros 
abaixo são correspondentes a: 
 
 
 
 
3. Considere as trocas gasosas que ocorrem nos alvéolos. De acordo com a lei de 
Fick da difusão, modificada a partir dos trabalhos de William Henry, o fluxo do 
O2 e o do CO2 são descritos, respectivamente, pelas relações: 
 
Pressão 
 
 
Potencial elétrico 
da membrana 
 
Freqüência sonora 
eletrocardiograma
fonocardiograma
 
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2 2 2 2
2 2
O alv O cap CO cap CO alv
O CO
P P P P
J DA J DA
x x
− −
= =
∆ ∆ 
Onde D é o correspondente coeficiente de difusão, A a área total da troca, 
2 2
e O alv O capP P , respectivamente, as pressões parciais do O2 no alvéolo e 
no capilar, e 2 2e CO cap CO alvP P , respectivamente, as pressões parciais do 
CO2 no capilar e no alvéolo. Explique a razão física da diferença entre essas 
relações. 
 
 
As relações dadas descrevem os fluxos que ocorrem durante as trocas 
gasosas entre os alvéolos e os capilares. A razão física que explica a 
diferença apresentada nas relações para o O2 e o CO2 reside no fato de 
que os fluxos desses dois gases têm sentidos opostos, em razão de, nos 
alvéolos a pressão do O2 ser maior que a pressão nos capilares, o que 
leva o O2 a entrar no capilar, enquanto que a pressão do CO2 é menor que 
a do capilar, levando este gás a fluir no sentido oposto, isto é, sair do 
capilar para o alvéolo. 
 
 
4. Como você definiria o som? Como ele é produzido? Descreva, do ponto de 
vista físico, como se produz a voz humana. 
 
ANULADA 
5. Duas crianças de, respectivamente, 35 kg e 40 kg resolvem brincar numa 
gangorra de 4,om de comprimento, articulada no seu centro. A criança de 35 kg 
senta-se num extremo da gangorra. Onde deve sentar-se a outra criança de 
forma a equilibrar a gangorra? 
RESPOSTA 
 
A situação descrita pelo problema pode ser esquematizada como 
 
 
 
 
 
P1 
P2 
R1 R2 
 
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Onde P1 é o peso da criança de 35kg, P2 o da de 40Kg, R1 o vetor 
que localiza o ponto de aplicação da força P1 e R2 o vetor que 
localiza o ponto de aplicação da força P2. 
Temos portanto uma situação na qual duas forças de mesma direção 
e mesmo sentido, mas de intensidades diferentes produzem dois 
torques: 
 
T1=R1P1 e T2=R2P2 
 
O torque T1 tende a girar o balanço no sentido anti-horário e T2 no 
sentido horário. Logo, eles têm sentidos opostos: T1 aponta para 
fora do papel e T2 para dentro. 
A condição de equilíbrio exige que se tenha o torque resultante 
nulo. Logo 
 
Tresultante=T1-T2=0 
R1P1=R2P2 
 
R2=R1P1/P2=2x35/40=1,75m (do cento do balanço)