Apostila Biofísica

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Biofísica 
 
 
 
 
 
 
 
 2020 
FUNGO NÃO É PLANTA 
@fungonaoeplanta 
 
 
@fungonaoeplanta 
 
 
▪ 1.Ondas...................................................................................pg.1 
Definição 
Classificação 
Elementos da Onda 
Fórmulas 
Princípio da Superposição 
▪ 2.Luz......................................................................................pg.3 
Definição: luz, refração e refringência 
1°Lei da Refração 
2°Lei da Refração 
Refringência 
Índice de Refração Absoluta 
Encontrando Outros Dados da Refração 
▪ 3.Olho Composto....................................................................pg.5 
Definição: o que é, anatomia 
Omatídeo 
▪ 4.Olho Humano......................................................................pg.6 
Anatomia do Olho Humano 
Retina 
Lentes: convergente e divergente 
Miopia 
Hipermetropia 
Presbiopia 
Astigmatismo 
▪ 5. Energia e Trabalho.............................................................pg.9 
Definições 
Trabalho 
Força de Atrito 
Potência 
Energia Potencial Gravitacional 
Energia Cinética 
Transformação de Energia 
 
 
 
@fungonaoeplanta 
 
1 | P á g i n a 
 
▪ O que são? 
Ondas são perturbações ou distúrbios transmitidos através de um vácuo ou meio 
(gasoso/líquido/sólido), e se classificam quanto: ao meio de propagação e ao formato da onda. 
1. Quanto ao meio de propagação: 
 
 
 
 
2. Quanto ao formato da onda: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
▪ Elementos da Onda 
Crista = ponto mais alto da onda. 
Vale = ponto mais baixo da onda. 
Amplitude = tamanho da perturbação da onda. 
Comprimento da Onda = distância entre uma 
crista e outra. (λ) 
Frequência = quantidade de ondas que passam 
por um ponto. (f) 
Período = tempo (T) 
▪ Fórmulas 
 
 
Mecânica = precisam de um meio material para se propagar. 
Eletromagnética = não precisam de um meio material para se propagar, *mas pode 
também*. 
 
Longitudinal = propagação paralela à direção de vibração. 
 
Transversal = propagação é perpendicular à de vibração. 
 
 
 
 
Fórmula para calcular 
a frequência de uma 
onda. 
Fórmulas para 
calcular a velocidade 
de uma onda. 
 
 
@fungonaoeplanta 
 
2 | P á g i n a 
 
▪ Princípio da Superposição 
A interferência de ondas consiste na superposição de duas ondas no espaço, ou seja, o princípio 
da superposição é o momento em que duas ondas passam pelo mesmo ponto. (Figura abaixo) 
 
 
Essa superposição pode ser: construtiva ou destrutiva. 
 
 
 
 
 
 
Destrutiva = Ocorre quando duas ondas que 
se encontram têm fases diferentes, de forma 
que uma aniquila a outra. 
Construtiva = Ocorre quando as duas ondas 
têm a mesma fase e uma “reforça” a outra, tendo 
como resultado uma onda maior que as que lhe 
deram origem. 
 
 
@fungonaoeplanta 
 
3 | P á g i n a 
 
Luz = energia radiante que se propaga em forma de ondas eletromagnéticas (vácuo, água, 
transparentes etc.) 
Refração = mudança da velocidade da onda ao passar de um meio para o outro devido a 
densidade do meio. 
Exemplo: luz que se propaga no ar -> para se propagar no vidro. 
Abaixo podemos ver alguns elementos presentes na 
 
 
Podemos entender melhor a refração através da 1°Lei da Refração e da 2°Lei ou Lei de Snell. 
 
▪ 1° e 2° Lei da Refração 
 
▪ Refringência 
É a resistência que o meio oferece a passagem da luz. 
Quanto maior for a densidade = menor velocidade e menor comprimento da onda. 
A 1°Lei da Refração diz que o raio 
incidente, o raio refratado e a normal 
pertencem a um mesmo plano, ou seja, 
sempre coincidem. 
Raio 1 = raio incidente (i) 
V1 = velocidade do raio incidente 
Raio 2 = Raio refratado (r) 
V2 = velocidade do raio refratado 
01 = ângulo incidente 
02 = ângulo de refração 
 
A 2°Lei da Refração diz que a frequência 
não muda com a alteração do meio, ou 
seja, é constante. 
Quanto menor for a densidade = maior velocidade e maior o comprimento da onda. 
 
 
 
@fungonaoeplanta 
 
4 | P á g i n a 
 
▪ Índice de Refração Absoluta de um Meio 
É a relação da luz no vácuo e a velocidade da luz no meio. É dada em metros por segundo (m/s) e 
para se calcular, utiliza-se a fórmula: 
 
 Índice de Refração Absoluta 
 
 
É importante lembrarmos que o índice de refração no vácuo será sempre 3.10^8. 
Calculando: 
Qual o índice de refração da luz que se propaga no interior de um diamante? Para tanto, 
considere que, no interior do diamante, a luz propague-se com velocidade de 1,25.10^8 m/s, ou 
seja, a “velocidade da luz no meio”. 
O cálculo ficará assim: 
1. Reconhecemos a fórmula do para calcular o índice 
de refração absoluta de um meio; 
2. Substituímos os valores; 
3. Fazemos a divisão; 
4. Resultado. 
 
Logo, sabemos que o índice de refração da luz que se propaga no interior de um diamante é 2,4, 
pois n=2,4. 
 
▪ Encontrando Outros Dados de uma Refração 
Pode acontecer de nos depararmos em um exercício que nos dê apenas: 
 
 
 
 
 
 Nesses casos podemos separar a fórmula para encontrarmos 
o que precisamos. Exemplo: 
Encontre o índice de refração do raio refratado, sabendo que 
o raio incidente tem N=1. 
Dados: sen49°(incidente), sen30° (refratado) 
1. (substitui) 
 
 
3. 
 
 Sêni = Vr = λi = Nr 
 Sênr = Vi = λr = Ni 
Sên i = seno do raio incidente 
Sên r = seno do raio refratado 
Vi = velocidade do raio incidente 
Vr = velocidade do raio 
refratado 
λi = comprimento do raio 
incidente 
λr = comprimento do raio 
refratado 
Nr = índice de refração do raio 
refratado 
Ni = índice de refração do raio 
incidente 
 
 
 
 Sêni = Vr = λi = Nr 
 Sênr = Vi = λr = Ni 
 Sêni = Nr 
 Sênr = Ni 
 Sên49° = Nr 
 Sên30° = 1 
0,75 = Nr 
0,50 = 1 
4. 
 
0,50 . Nr = 0,75 . 1 
Nr = 0,75 Nr = 1,5 
 0,50 
 
 
 
 2. 
• Ou seja, pegamos a parte da 
fórmula que contém os 
dados que temos, e 
igualamos à parte com os 
dados que precisamos. 
 
 
@fungonaoeplanta 
 
5 | P á g i n a 
 
▪ Definição 
O olho composto é um órgão visual encontrado em certos artrópodes 
como insetos e crustáceos. Sua principal característica são os 
omatídeos, que formam o mosaico presente na visão desses animais. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
▪ Omatídeos 
Abaixo, podemos observar a parte de dentro das facetas, os omatídeos. 
Aqui, a passagem de luz é absorvida e focalizada pela lente (córnea e cone cristalino), seguido 
da rabdoma (fotossensível) que guia as ondas luminosas e transforma as ondas eletromagnéticas 
em pulso elétrico. Por último, os pulsos elétricos chegam aos axônios (nervos ópticos). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Córnea 
Cristalino 
Rabdoma Cada quadradinho desse mosaico, por fora, é 
denominado faceta. O número de omatídeos 
pode variar dependendo das espécies. 
Por dentro, da faceta, é o omatídeo, que 
guarda: a lente, rabdoma, e o nervo óptico. 
Que fazem a passagem de luz e absorção das 
imagens. 
Facetas 
• Córneas = cutícula não pigmentada 
que forma uma lente convexa. É a 
primeira a receber a luz; 
• Cone Cristalino = formado por Células 
de Semper, atua como uma lente 
adicional. 
• Rabdoma = guia de onda óptica e 
estimula a absorção do fotopigmento. 
• Axônios = formam o nervo óptico. 
Fototransdução = é a transformação de 
energia luminosa em sinais elétricos 
biologicamente reconhecíveis 
 
 
@fungonaoeplanta 
 
6 | P á g i n a 
 
O olho humano é parecido com uma câmera. É composto por lente (córnea +cristalino), pupila, 
retina, íris, humor aquoso, humor vítreo, esclera e músculos ciliares. 
 
 
▪ Retina 
Fotorreceptores = possuem cones e 
bastonetes. 
Neurônios Bipolares = fazem a 
Fototransdução e conectam os 
fotorreceptores com ganglionares; 
Ganglionares = faz conexão com o nervo 
óptico. 
Fóvea = guarda os cones, e permite que a luz atinja os fotorreceptores sempassar pelas demais 
camadas da retina (que é a capacidade do olho de distinguir entre dois pontos próximos). 
Cones = reconhece as cores 
Bastonetes = reconhecer e controla a luminosidade, 
(visão noturna). 
▪ Teoria Tricromática 
A Teoria Tricromática diz que é possível formar qualquer 
cor apenas com azul, vermelho e verde. 
*Atenção* 
É necessário no mínimo 2 cones para a visão 
colorida. 
“A causa do daltonismo, portanto, é uma alteração no pigmento dos cones, ou a ausência dessas 
células fotorreceptoras, o que interfere na capacidade de distinguir algumas cores e na percepção 
de outras cores do espectro.” – Drauzio Varella 
 
 
• Lente 
 
 
 
 
 
 
• Retina = faz a fotorrecepção e foco da imagem, 
que chega invertida e menor; 
• Humor Aquoso = sustenta a córnea e o cristalino; 
• Humor Vítreo = substância gelatinosa que 
preenche atrás da córnea e do cristalino; 
• Esclera/Esclerótica = parte branca do olho; 
• Músculos Ciliares = que controla o alojamento 
para a visualização de objetos a distâncias 
variadas e regula o fluxo do humor aquoso para 
dentro do canal de Schlemm. 
• 
 
Córnea = tecido transparente que 
envolve os olhos 
Pupila = controla a entrada e saída 
de luz 
Íris = responsável pela cor dos 
olhos (se ajusta com a pupila) 
Cristalino = foca a imagem na 
Retina 
 
 
@fungonaoeplanta 
 
7 | P á g i n a 
 
 
▪ Lentes Delgadas 
É denominado lente delgada quando a espessura for desprezível em relação aos raios da 
curvatura. 
 
• Convergentes = transformam os feixes paralelos em um foco (feixe convergente); 
• Divergente = transformam os feixes de luz paralelos em feixes “espalhados” (feixes 
divergentes). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
▪ Miopia 
A condição de miopia ocorre quando a imagem real se forma antes da retina, dificultando a visão 
de objetos distantes. 
Pode ocorrer quando o globo ocular for comprimido demais ou a curvatura da córnea for 
exagerada. 
Para isso, se corrige com lentes divergentes, para que centralize a imagem na retina. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
@fungonaoeplanta 
 
8 | P á g i n a 
 
 
▪ Hipermetropia 
Quando a imagem real é formada atrás da retina, dificultando a visão de objetos próximos. 
Pode ocorrer quando o globo ocular for “oval”. 
Correção com lentes convergentes, para que adiante a formação da imagem no ponto de foco. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
▪ Presbiopia 
Ocorre com o envelhecimento, quando a falta de flexibilidade do cristalino torna difícil 
enxergar bem pequenas distancias. 
 
 
 
 
 
 
 
 
▪ Astigmatismo 
Quando a curvatura irregular da córnea ou a forma irregular do cristalino, formam imagens em 
vários pontos da retina, sem foco, tornando-a borrada. Corrigidas com lentes cilíndricas. 
 
 
 
@fungonaoeplanta 
 
9 | P á g i n a 
 
 
▪ Definições 
Energia = é uma grandeza física que se conserva, e dá capacidade para realizar o trabalho; 
Trabalho = conjunto de atividades, produtivas ou criativas, que o homem exerce para atingir 
determinado fim; 
• Energia dos alimentos -> funcionamento dos órgãos (trabalho) 
• Energia dos Combustíveis -> funcionamento dos automóveis (trabalho) 
 
▪ Trabalho 
A tendência é de que quem realiza o trabalho perde a energia, e quem recebe o resultado do 
trabalho ganha a energia. 
 
W (trabalho) = dado em joule (W) 
F (força) = dada em newton (N) 
D (deslocamento) = dado em metro (m) 
 
*Atenção* 
1. Forças perpendiculares ao deslocamento/movimento não há realização de trabalho; 
2. Quando a força e o deslocamento apresentam o mesmo sentido, o trabalho é positivo; 
3. Quando a força e o deslocamento apresentam sentindos opostos, o trabalho é negativo; 
4. Quando necessário: Cosseno = cateto adjacente 
 cateto oposto 
 
5. Trabalho Positivo = Trabalho Motor 
 Trabalho Negativo = Trabalho Resistente 
 
Calculando: 
Determine o trabalho realizado por força de 28N, com deslocamento de 2m na mesma direção, 
sentido e força. (côs 0°= 1) 
 
1. Reconhecemos a fórmula W= F. d. côs 0° 
2. Substituímos os valores W= 28. 2 . 1 
3. Resultado W = 56j 
 
W = F . d (cos o) 
 
 
@fungonaoeplanta 
 
10 | P á g i n a 
 
▪ Força de Atrito 
A força de atrito é a resistencia contrária ao movimento. 
 
Fat = força de atrito 
μ = coeficiente de atrito 
F = força normal 
P = força peso 
m = massa 
g = aceleração da gravidade 
 
Calculando: 
Um bloco de massa 3kg, com aceleração constante, coeficiente de atrito de 0,4 e deslocamento de 
5m. Qual a força de atrito ? 
m =3kg 
μ = 0,4 
g = 10m/s² 
 
▪ Potência 
A potência é a velocidade que a força transfere energia. 
 
W = trabalho 
t = tempo (dado em segundos) 
P = potência (dado em W ou j/s) 
 
 
Calculando: 
Qual a potência que o corpo desenvolve quando é aplicada uma força horizontal com intensidade 
igual a 12N, por um percurso de 30m, sendo que o tempo gsato para fazer o percurso foi de 10s ? 
 
F = 12N 
D = 30m 
T = 10s 
 
• Outras fórmulas que podemos usar: 
 
 
 
P = F . v 
Fat = μ . m . g 
P = m . g 
*Atenção* 
g = 10m/s² 
Fat = μ . m .g 
Fat = 0,4 . 3 . 10 
Fat = 12 N 
P = ∆W 
 ∆ t 
W = F . d 
W = 12 . 30 
W = 360 J 
P = 360 – 0 
 10 – 0 
P = 360 
 10 
P = F . ∆d 
 ∆ t 
P = 36W 
 
 
@fungonaoeplanta 
 
11 | P á g i n a 
 
▪ Energia Potencial Gravitacional (Epg) 
A Energia Potencial Gravitacional é a relação de corpo e massa que está em uma determinada 
altura. 
W= trabalho 
P = peso 
h = altura 
m = massa 
g = gravidade 
Epg = energia potencial gravitacional 
 
 
*Atenção* 
A energia protencial gravitacional será positiva quando for descida, e negativa quando for subida. 
 
Calculando: 
Um corpo de massa 2kg é abandonado de uma altura de 10m. Qaul o trabalho realizado ? 
Dado g=9.8m/s² 
W = EPG 
P = 2kg 
h = 10m 
g = 9,8m/s² 
 
▪ Energia Cinética 
É a energia que relaciona o corpo com movimento. 
 
F = força 
m = massa 
a = aceleração 
 
*Atenção* 
Quando a força (F) for constante, o corpo partiu do repouso com movimento uniformemente 
variado. O deslocamento e a velocidade podem ser encontrados com: 
 
Ec = energia cinética 
W= trabalho 
M = massa 
V = velocidade 
 
 
W = p. h 
P = m. g 
W = Epg = m. g. h 
Epg = m. g. h 
Epg = 2. 9,8. 10 
Epg = 196J 
 
F = m. a 
Ec= W = m. v 
 2 
 
 
@fungonaoeplanta 
 
12 | P á g i n a 
 
Calculando: 
Qual é a energia cinética de uma partícula de massa 5000g, de velocidade 72km/h ? 
M = 5000mg -> 5kg 
V = 72km/h -> 20m/s 
 
 
 
 
▪ Transformação de Energia 
1. Energia Física = originada de movimento e processos físicos. 
Exemplo: Usina Hidroelétrica. Quando o potencial da água aciona a turbina, o gerador, 
resultando na nossa energia elétrica. 
2. Energia Química = resultante de processos metabólicos e relações químicas. 
Exemplo: Combustível de Automóveis. Quando há a queima do composto químico do 
combustível para gerar energia. 
 
 
Eg = 5. 20 
 2 
Eg = 2000 
 2 
Eg = 1000J 
 
Oi, vim te agradecer novamente por ter optado pela 
nossa apostila, espero que tenha ajudado. 
 
Caso tenha qualquer dúvida, observação, ou crítica 
construtiva, mande no nosso Direct do 
@fungonaoeplanta! 
 
Bons estudos!