Biofísica Área de conhecimento interdisciplinar;

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1 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;

2 De que se compõem os seres vivos?
- Célula... - Átomos... - Substâncias...

3 Qual a composição do Universo?
- Objetos... - Cores... - Sons... - Movimentos... - Seres com vida...

4 Composição Fundamental
Matéria – objetos, corpos, alimentos Energia – calor, luz, som, trabalho Espaço – distâncias, áreas e volumes Tempo – sucessão dia/noite, espera

5 “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.

6 UNIVERSO E SUA COMPOSIÇÃO
MATÉRIA(M) TEMPO(T) ESPAÇO(L) ENERGIA(E)

7 Unidades de medida Unidades SI (Sistema Internacional)

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9 MEDIDAS E GRANDEZAS Obs: Massa ≠ Peso. MEDIDAS DE MATÉRIA
MASSA(M): Medida da quantidade de Matéria de um ser vivo. Pode ser expressa em g, Kg, dalton. Obs: Massa ≠ Peso. PESO(P): Medida da ação da Gravidade (g) sobre a Massa (M). P= M x g

10 Quanto é a massa de um vírus?
Aproximadamente 10⁻²º Kg

11 MEDIDAS E GRANDEZAS MEDIDAS DE ESPAÇO
ÁREA : Medida de uma superfície. Representada por m2. VOLUME: Medida de espaço ocupado por um quantidade determinada de Matéria. Pode ser medida em m3, cm3, L, mL. TEMPO: Medida de um período. Representado por h, s, ms.

12 Diferença entre Area e Volume
As unidades de volume são dadas por (unidades de comprimento)3. A unidade SI de volume é o 1 m3. Normalmente usamos 1 mL = 1 cm3. Outras unidades de volume: 1 L = 1 dm3 = 1000 cm3 = 1000 mL.

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14 MEDIDAS E GRANDEZAS Densidade(d): Quantidade de matéria em um dado volume de um corpo. d = Massa (g) ÷ Volume(L) = Kg/L = g/mL Obs: A densidade dos tecidos biológicos é aproximada a da água, exceto tecido ósseo. Densidade da água: 1 g/mL. Densidade do sangue: 1,057 g/mL

15 Densidade Usada para caracterizar as substâncias. Definida como massa dividida por volume: Unidades: g/cm3. Originalmente baseada em massa (a densidade era definida como a massa de 1,00 g de água pura).

16 Densidade A densidade representa a matéria dispersa no volume.
A densidade dos tecidos biológicos é próxima à da água, exceto o tecido ósseo. Densidade da água: 1,00g.cm3 Densidade do sangue humano: 1,057g.cm3 Variações além ou aquém, desses limites, significam alterações que podem ser patológicas

17 MEDIDAS E GRANDEZAS v = m/s ou cm/s
Velocidade (v): Razão entre a variação de espaço num dado intervalo de tempo. Os seres vivos, por suas partes (membros, órgãos), seus componentes (sangue) estão em constante movimento. Esse fenômeno é medido pela velocidade. v = m/s ou cm/s PROBLEMA: Um radioisótopo é injetado no vaso radial de um atleta e leva 3s para percorrer uma distância de 0,6m no sistema circulatório até ser detectado no cérebro. Qual a velocidade de difusão desse marcador?

18 V = ESPAÇO TEMPO Ex: Uma hemácia marcada com radioisótopo se desloca entre dois pontos de um vaso sanguíneo. A distância entre dois os pontos é 0,8m e o tempo gasto foi de 0,01s. Calcular a velocidade da corrente sanguínea. A velocidade dos impulsos nervosos, da corrente sanguínea, dos deslocamentos musculares. V= m/s¹

19 MEDIDAS E GRANDEZAS Aceleração (a): Razão entre a variação de velocidade num dado intervalo de tempo. a = v ÷ T = m/s2 ou cm/s2 PROBLEMA: Um coágulo formado em um trauma pós-acidente de trânsito é movido pela contração cardíaca numa velocidade de 40 cm/s, e leva 2 segundos para entupir uma carótida e provocar um AVC. Qual a aceleração desse coágulo?

20 Aceleração Aceleração do ar nas vias aéreas, do sangue na ejeção cardíaca. A aceleração gravitacional é aceleração resultante da força de atração dos corpos pelo planeta. Ao nível do mar a aceleração gravitacional é: g= 9,8 m.s2

21 Aceleração Ex: Calcule a aceleração das hemácias em uma contração ventricular sabendo que a velocidade é 30 m/s e o tempo 0,2 s.

22 A aceleração é a variação da velocidade em razão do tempo.
v = Espaço Tempo a = ∆ V empo

23 A aceleração da gravidade na Terra é:
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

24 MEDIDAS E GRANDEZAS F = M x a = Kg.m.s-2 ou Newton
Força (F): Produto da Massa (M) pela Aceleração (a). É medida em Newton, onde, 1 Newton é a força necessária para erguer no ar 0,1Kg. F = M x a = Kg.m.s-2 ou Newton PROBLEMA: Um halterofilista que levanta 150Kg acima de sua cabeça desprende quanta força?

25 MEDIDAS E GRANDEZAS Energia (E) ou Trabalho (F): É o produto da Força pela distância percorrida. Deslocamento de uma força. E ou T = F x d = Kg.m.s-2 x m = Kg.m2.s-2 ou joule PROBLEMA: Quanta força é necessária para erguer um corpo de 100g a 1 metro de altura?

26 TRABALHO e ENERGIA Representa a principal, senão a única atividade do ser vivo Exemplos Contração muscular Síntese de proteínas

27 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.

28 O trabalho ou a energia estão associados a:
Joule – relação entre força e deslocamento Potência – relação trabalho e tempo. Pressão – força agindo sobre uma área.

29 Força - Pressão - F = m.a P = F / A

30 P = F / A = N.m-2 ou Pascal MEDIDAS E GRANDEZAS
Pressão (P): É a medida de um Força(F) agindo sobre uma Área. P = F / A = N.m-2 ou Pascal Pressão sanguínea Pressão osmótica É definida como uma força agindo numa área delimitada. A unidade SI é o pascal (Pa) e corresponde a força de um Newton atuando numa área de um metro quadrado.

31 Pressão = Força Área A Pressão osmótica é a força exercida pelas moléculas da solução na paredes celulares; A pressão sanguínea é a força que o sangue exerce sobre as paredes dos vasos.

32 MEDIDAS E GRANDEZAS Potência (W): É a capacidade de realizar trabalho em função do tempo. W = E / T = joule/s ou watt PROBLEMA: Um paciente suspende um peso de 100g a uma altura de 1m por 1s, qual a potência do movimento nesse caso?

33 MEDIDAS E GRANDEZAS Ƞ = (força x tempo) / área
A Viscosidade, fisicamente, é a Força que deve ser feita durante certo Tempo, para deslocar uma Área unitária de um fluido Ƞ = (força x tempo) / área A viscosidade do sangue a 37°C varia entre 2,1 a 3,2 x 10⁻ᵌ Pa.s Unidades de medida de viscosidade P(poise) e Pascal por Segundo (Pa.s) 1 Pa·s = 1 kg·m−1·s−1 = 10 P

34 Viscosidade É a resistência interna de um liquido, fluido ou gás.
A viscosidade tem enorme importância biológica, no escoamento de líquidos, como na circulação sanguínea, lubrificação de articulações.

35 Assim, a água é "fina", tendo uma baixa viscosidade, enquanto óleo vegetal é "grosso", tendo uma alta viscosidade

36 A temperatura influencia o valor da viscosidade, a água a 37°C, tem 0,7 x 10 poise, já a 20°C tem 1,0 x 10 . A viscosidade do sangue humano, a 37°C, varia entre 0,21 a 0,32 x 10 poise ou seja 4 vezes maior que a água.  Todos os líquidos se tornam mais viscosos com a diminuição da temperatura. Uma mudança de 37 ºC para 0 ºC aumenta a viscosidade do sangue Ex :Paciente que entra em estado de choque, devido a um acidente a temperatura de seu corpo cai; aumenta a viscosidade do sangue. Resulta em queda do fluxo sanguíneo. Essa é uma das razões pelas quais as vítimas de acidentes devem ser cobertas, para evitar uma diminuição grande de suas temperaturas.

37 MEDIDAS E GRANDEZAS TEMPERATURA
Temperatura é uma medida de intensidade da energia térmica. O calor é a medida da quantidade de energia térmica. Escalas: Centígrada – ponto zero (gelo) e a 100º (ebulição)

38 MEDIDAS E GRANDEZAS Frequência
O número de vezes que um evento ocorre num intervalo determinado de tempo; Podemos medir a frequência cardíaca, os ciclos respiratórios,ondas cerebrais. A unidade da freqüência é o Hertz (Hz), corresponde a eventos por segundo f= 1/ Tempo(s) Uma substância radioativa emite 100 impulsos em 1 segundo. Qual a frequência da emissão?