Aula 1 - Introdução a Biofísica

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Biofísica
	Área de conhecimento interdisciplinar;
	
	Tem como pré-requisitos os conhecimentos fundamentais da física, biologia, química, bioquímica e cálculo;
	Estuda em escala macro e microscópica os fenômenos físicos e químicos; 
	De que se compõem os seres vivos?
		- Célula...
		- Átomos...
		- Substâncias...
	Qual a composição do Universo?
		- Objetos...
		- Cores...
		- Sons...
		- Movimentos...
		- Seres com vida...
Composição Fundamental 
	Matéria – objetos, corpos, alimentos
	Energia – calor, luz, som, trabalho
	Espaço – distâncias, áreas e volumes
	Tempo – sucessão dia/noite, espera
Composição Fundamental 
	Os componentes fundamentais são também denominados grandezas, qualidades ou dimensões fundamentais.
	Todos tem noção subjetiva e objetiva desses componentes
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. 
	“A Biofísica é o estudo da matéria, energia, espaço e Tempo nos Sistema Biológicos”. 
	A composição , estrutura e função qualitativa dos seres vivos é quantitativamente definida por números adequados, com o uso das Grandezas Fundamentais e Derivadas. 
	 
Medidas: unidades fundamentais
	1960 – SI (Sistema Internacional)
	
	
MKS – metro, quilograma e segundo
CGS – centímetro, grama e segundo
	Grandezas	Nome Símbolo
	comprimento
massa
tempo
corrente elétrica
temperatura termodinâmica
quantidade de matéria
intensidade luminosa
quantidade catalítica	metro m
quilograma kg
segundo s
ampère A
kelvin K
mol mol
candela cd
Katal kat
	 
	 
	A área (L2) ou superfície corporal é medida em m2 ou cm3. 
 O volume (L3) é o m3, o litro (l) e o mililitro
(ml).
	A densidade é a relação entre massa (quant. de matéria) e volume:
	
 d = Massa = m = 
 Volume L3
ML-3
	 
	A densidade dos tecidos biológicos é próxima a densidade da água (excetuando o tecido ósseo).
	Os seres vivos, por suas partes (membros, órgãos), seus componentes (sangue) estão em constante movimento. Esse fenômeno é medido pela velocidade. 
	 
	A aceleração é a variação da velocidade em razão do tempo.
	
v = Espaço = L = LT-1
 Tempo T
 a = ∆ V = LT-1 = LT-2 
 Tempo T
Ex. Aceleração do sangue na ejeção cardíaca
http://departamentos.cardiol.br/sbc-depeco/publicacoes/revista/doravero01.pdf
	 
	A aceleração possibilita calcular a ejeção cardíaca e a corrente sanguínea.
	Se o espaço percorrido aumenta em função do tempo, a aceleração é positiva, se diminui, é negativa. Se constante, é uniforme. 
 	A aceleração da gravidade na Terra é:
 
	
 g = 9,8 m/s2
	 
	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 = MLT-2
	 
	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 = E=FxDistância
	Potência (Watts)– relação trabalho e tempo = W = Joule/segundos
	Pressão – força agindo sobre uma área.
P = Força/Área
	
	
	 
Diluições:
	Métodos laboratoriais nos quais uma quantidade de uma substância é adicionada a outra para reduzir a concentração de uma das substâncias. 
	É uma expressão de concentração, e não de volume.
	Diluir: 1 em 10; 1 para 10; 1/10
	
	
	 
Diluições:
	O menor número corresponde ao número de partes da substância que está sendo diluída.
	O maior número refere-se ao número total de partes da solução final. 
	Objetivo: obter 10mL da solução final onde exista a combinação de 1mL com 9mL.	
	 
Soluções:
	São misturas de substâncias. A maioria das soluções podem ser compostas de duas partes ou fases (dispersa/dispersante).
	Soluções percentuais
	Preparar 400mL de NaCl a 5%
	Soluções molares
	peso atômico do Na= 23
 peso atômico do Cl= 35,5
, 
	 
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 macroscópios e/ou partículas elementares. 
	 
Força:
	Gravitacionais – resultante da interação entre as massas. 
	Eletromagnéticas – resultante da interação entre cargas elétricas.
	Nucleares (fracas/fortes)
	 
Forças elásticas:
	Tração: quando o corpo é submetido à ação de duas forças, com sentidos relativos de afastamento em suas dimensões lineares.
	 
Forças elásticas:
	Compressão: quando o corpo é submetido à ação de duas forças, com sentidos relativos de aproximação, aplicadas em pontos diferentes.
	 
Forças elásticas:
	Flexão: quando o corpo é submetido pelo menos à ação de três forças, sendo duas no mesmo sentido e a outra em sentido contrário.
	 
Forças elásticas:
	Torção: quando um corpo é submetido à ação de pares de forças que agem em sentidos opostos e em planos diferentes.