introdução biofísica

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O universo e sua O universo e sua composição fundamental composição fundamental MATÉRIA (M ) MATÉRIA (M ) ENERGIA ( E ) ESPAÇO (L ) ENERGIA ( E ) ESPAÇO (L ) TEMPO ( T ) TEMPO ( T )

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Page 1: Introdução biofísica

O universo e sua O universo e sua composição fundamentalcomposição fundamental

MATÉRIA (M ) MATÉRIA (M )

ENERGIA ( E ) ESPAÇO (L ) ENERGIA ( E ) ESPAÇO (L )

TEMPO ( T )TEMPO ( T )

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Page 5: Introdução biofísica
Page 6: Introdução biofísica

As grandezas físicasAs grandezas físicas estão relacionadas aos estão relacionadas aos

ritmos biológicos circadianosritmos biológicos circadianos. . Por ex. ritmos da Por ex. ritmos da

termorregulação; ritmos no sistema respiratório termorregulação; ritmos no sistema respiratório

e ritmos no sistema cardiovascular.e ritmos no sistema cardiovascular.

Page 7: Introdução biofísica

Os seres vivos e a composição Os seres vivos e a composição do universo do universo

São compostos de matéria ( Massa )São compostos de matéria ( Massa )

Utilizam e produzem energia Utilizam e produzem energia

Ocupam lugar no espaço próprio e vivem na Ocupam lugar no espaço próprio e vivem na

dimensão Tempo . dimensão Tempo .

Na vida comum , o tempo pode ser avaliado Na vida comum , o tempo pode ser avaliado

por qualquer fenômeno periódico como os por qualquer fenômeno periódico como os

batimentos cardíacos ou as estações do ano.batimentos cardíacos ou as estações do ano.

Page 8: Introdução biofísica

Aplicações das grandezas Aplicações das grandezas

MASSAMASSA : : MEDIDA DA QUANTIDADE DEMEDIDA DA QUANTIDADE DE MATÉRIA MATÉRIA

DE UM SER VIVODE UM SER VIVO. Sob ação da gravidade exerce . Sob ação da gravidade exerce

uma força que é o peso corporal. Indicar do uma força que é o peso corporal. Indicar do

estado de estado de Rigidez Rigidez do indivíduo.do indivíduo.

ÁREA (L²) e VOLUME (L³)ÁREA (L²) e VOLUME (L³) : : superfície corporalsuperfície corporal

a relação massa/volume é a densidade a relação massa/volume é a densidade

quantidade de matéria existente na unidade de quantidade de matéria existente na unidade de

volume de um corpo.volume de um corpo.

Page 9: Introdução biofísica
Page 10: Introdução biofísica

VELOCIDADE VELOCIDADE = = espaço percorrido /pelo espaço percorrido /pelo

tempo decorridotempo decorrido

Os seres vivos , suas partes ( membros;

órgãos ; sangue etc ) estão em constante

movimentos.

ForçaForça : massa x aceleração (mudança da : massa x aceleração (mudança da

velocidade em função do tempo ) velocidade em função do tempo )

PressãoPressão : P = força /área. : P = força /área.

Page 11: Introdução biofísica
Page 12: Introdução biofísica

Temperatura é medida da intensidade da energia

térmica (ET ) e calor é a quantidade de E T .

Page 13: Introdução biofísica

Conversão de EscalasCelsius para Kelvin, Kelvin para CelsiusA diferença entre as escalas Celsius (C) e Kelvin (K) é simplesmente o ponto 0. Assim para fazermos a conversão basta somar 273:K = C + 273K = C + 273Ex: Converta 37°C para a escala Kelvin.K = C + 273C = 37°CK = 37 + 273K = 310KCelsius para Fahrenheit, Fahrenheit para CelsiusObservando a figura vemos que a diferença entre os pontos de fusão e de ebulição da água representam a mesma variação de temperatura. Logo: 

Page 14: Introdução biofísica

(C- 0) / (100 – 0)  =  (F – 32) / (212 – 32) (C / 100) =  (F – 32)/180Simplificando, temos:C / 5 = (F – 32) / 9

Ex: Converta 37°C para a escala Farenheit.C/ 5 = (F – 32) / 9C = 37°C37 / 5= (F – 32) / 97,4 = (F – 32) / 99  .  7,4 =  F – 32F – 32 = 66,6F = 66,6 + 32F = 98,6°F

Kelvin para Fahrenheit, Fahrenheit para KelvinPara converter da escala Kelvin para Fahrenheit, podemos converter de Celsius para Kelvin e então para Farenheit ou usar a fórmula.

Page 15: Introdução biofísica

C / 5 = (F – 32) / 9C = K – 273(K – 273) / 5 = (F – 32) / 9(K – 273) / 5 = (F – 32) / 9

ConclusãoPara convertermos valores de temperaturas de uma escala para outra, basta colocarmos na fórmula o valor conhecido e calcularmos a incógnita sabendo que:C = Temperatura em Graus Celsius (°C)F = Temperatura em Graus Fahrenheit (°F)K = Temperatura em Kelvin (K)

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Page 19: Introdução biofísica

Viscosidade atrito interno visível no escoamento

de um líquido. (representada pela letra grega η -

eta).

Page 20: Introdução biofísica

Frequência - Fenômenos biológicos repetitivos

em função do tempo. Unidade de medida é o

Hertz ( um evento por segundo ).

Page 21: Introdução biofísica
Page 22: Introdução biofísica

Tensão superficialTensão superficial : força que deve ser feita : força que deve ser feita

para a penetração de objetos em uma para a penetração de objetos em uma

superfície líquida . ( sigma - superfície líquida . ( sigma - Σ σ,ςΣ σ,ς).).

Page 23: Introdução biofísica

Grandeza VetorialGrandeza Vetorial é uma grandeza que, além é uma grandeza que, além

do módulo, é determinada por uma do módulo, é determinada por uma direçãodireção e e

um um sentidosentido. .

Nesse caso, o movimento do carro é tratado Nesse caso, o movimento do carro é tratado

como uma Grandeza Vetorial, com como uma Grandeza Vetorial, com módulomódulo, ,

direçãodireção e e sentidosentido. → 100 km/h.. → 100 km/h.

Essa seta chamada vetor (→) é o ente usado Essa seta chamada vetor (→) é o ente usado

para determinar as Grandezas Vetoriais.para determinar as Grandezas Vetoriais.

Page 24: Introdução biofísica

Ele determina a direção (horizontal, vertical ou Ele determina a direção (horizontal, vertical ou

inclinada).inclinada).

Não dizemos Não dizemos COMOCOMO ele está se ele está se

movimentando. movimentando.

Velocidade, aceleração, força . . . Módulo Velocidade, aceleração, força . . . Módulo

(distância), direção e sentido, são (distância), direção e sentido, são

denominadas denominadas grandezas vetoriaisgrandezas vetoriais. .

Page 25: Introdução biofísica

Módulo do vetor Módulo do vetor - é dado pelo comprimento - é dado pelo comprimento

do segmento em uma escala adequada (d = 5 do segmento em uma escala adequada (d = 5

cm). cm).

Direção do vetor Direção do vetor - é dada pela reta suporte do - é dada pela reta suporte do

segmento (30º).segmento (30º).

Page 26: Introdução biofísica

Sentido do vetor Sentido do vetor - é dado pela seta colocada - é dado pela seta colocada

na extremidade do segmento. na extremidade do segmento.

Page 27: Introdução biofísica

Grandeza escalar Grandeza escalar é uma grandeza que é é uma grandeza que é

determinada apenas por um valor numérico determinada apenas por um valor numérico

chamado de chamado de módulomódulo..

Por exemplo, um carro se move a 100 km/h.Por exemplo, um carro se move a 100 km/h.

Nesse caso, o movimento do carro é tratado Nesse caso, o movimento do carro é tratado

como Grandeza Escalar.como Grandeza Escalar.

Page 28: Introdução biofísica

A temperatura, área, volume, são também A temperatura, área, volume, são também

grandezas escalaresgrandezas escalares..

Page 29: Introdução biofísica

Teoria do campo e a BiologiaTeoria do campo e a Biologia

Por que os corpos se movimentam?Por que os corpos se movimentam?

Como se formam as moléculas e demais Como se formam as moléculas e demais

estruturas que conhecemos?estruturas que conhecemos?

Por que partes da matéria se atraem ou se Por que partes da matéria se atraem ou se

repelem?repelem?

Por que os fenômenos levam tempo para Por que os fenômenos levam tempo para

ocorrer?ocorrer?

Page 30: Introdução biofísica

Matéria e energia são dois estados diferentes Matéria e energia são dois estados diferentes

de uma mesma qualidade fundamental.de uma mesma qualidade fundamental.

` Toda matéria emite um campo, que é ` Toda matéria emite um campo, que é

energia. Essa energia se manifesta com energia. Essa energia se manifesta com

uma força, que pelo seu deslocamento é uma força, que pelo seu deslocamento é

capaz de produzir trabalho.capaz de produzir trabalho. `̀

Page 31: Introdução biofísica

MANIFESTAÇÃO DO CAMPOMANIFESTAÇÃO DO CAMPO

CAMPO GRAVITACIONALCAMPO GRAVITACIONAL

Força de atração.Força de atração.

Varia inversamente ao quadrado da distância.Varia inversamente ao quadrado da distância.

Age a longas distâncias. Age a longas distâncias.

Page 32: Introdução biofísica

CAMPO ELETROMAGNÉTICOCAMPO ELETROMAGNÉTICO

a) Com cargaa) Com carga

Campo elétrico com carga positiva e negativa.Campo elétrico com carga positiva e negativa.

Varia inversamente ao quadrado da distânciaVaria inversamente ao quadrado da distância

Age a pequenas distâncias. Age a pequenas distâncias.

O campo magnético age em distâncias médias.O campo magnético age em distâncias médias.

Page 33: Introdução biofísica

b) Sem cargab) Sem carga

Campo elétrico e magnético juntos.Campo elétrico e magnético juntos.

Varia inversamente ao quadrado da distância.Varia inversamente ao quadrado da distância.

Age a distâncias astronômicas. Age a distâncias astronômicas.

CAMPO NUCLEARCAMPO NUCLEAR

Forças principais de atração e repulsão.Forças principais de atração e repulsão.

Age em distâncias intranucleares.Age em distâncias intranucleares.

Forças secundárias entre algumas partículas.Forças secundárias entre algumas partículas.

Page 34: Introdução biofísica

A DIMENSÃO DO TEMPOA DIMENSÃO DO TEMPO

Dois corpos não interagem diretamente.Dois corpos não interagem diretamente.

A interação é entre corpos e campos.A interação é entre corpos e campos.

CORPO/CAMPO DE OUTROS CORPO E CORPO/CAMPO DE OUTROS CORPO E

VIECE VERSA.VIECE VERSA.

CAMPOS DE DOIS CORPOS INTERAGEM.CAMPOS DE DOIS CORPOS INTERAGEM.

A propagação das interações demandam A propagação das interações demandam

tempotempo..

Page 35: Introdução biofísica

ESTADO E FORMAS DE ESTADO E FORMAS DE ENERGIA NOS CAMPOSENERGIA NOS CAMPOS

ENERGIA POTENCIAL (Ep) ENERGIA POTENCIAL (Ep) – Em repouso, – Em repouso, armazenado. armazenado.

ENERGIA CINÉTICA (Ec) ENERGIA CINÉTICA (Ec) – Em movimento, – Em movimento, trabalhando.trabalhando.

Page 36: Introdução biofísica

A BIOLOGIA E OS CAMPOSA BIOLOGIA E OS CAMPOS

Campo gravitacional Campo gravitacional - É emitido por todas as - É emitido por todas as

matérias.matérias.

1. C.G. Real 1. C.G. Real – Emitido pela matéria – Emitido pela matéria

(permanente).(permanente).

2. C.G. Provocado 2. C.G. Provocado – Produzido pela – Produzido pela

aceleração dos corpos (transitório).aceleração dos corpos (transitório).

Page 37: Introdução biofísica
Page 38: Introdução biofísica
Page 39: Introdução biofísica

C.G. DA ACELERAÇÃO C.G. DA ACELERAÇÃO TANGENCIALTANGENCIAL

Page 40: Introdução biofísica

FORÇAS MECÂNICAS NO C.G.FORÇAS MECÂNICAS NO C.G.

Page 41: Introdução biofísica

C.G. E OS SISTEMAS BIOLÓGICOSC.G. E OS SISTEMAS BIOLÓGICOS

Há um interação mutua e indissociavel.Há um interação mutua e indissociavel.

Biossistemas C.G.Biossistemas C.G.

A atividade biológicas é manifestada no C.G. A atividade biológicas é manifestada no C.G.

pelo pelo movimento movimento ( origem muscular ). ( origem muscular ).

TRABALHOTRABALHO..

Page 42: Introdução biofísica

Campo eletromagnético (C.E.M.)Campo eletromagnético (C.E.M.)

a) Com carga a) Com carga

1. Elétrica – positiva (+) ou negativa (-).1. Elétrica – positiva (+) ou negativa (-).

2. Magnética – polo Sul (S) ou polo Norte (N).2. Magnética – polo Sul (S) ou polo Norte (N).

For,as de atração e de repulsão seguem a Lei de Coulomb.For,as de atração e de repulsão seguem a Lei de Coulomb.

Page 43: Introdução biofísica
Page 44: Introdução biofísica

b) Sem carga b) Sem carga

3. 3. Radiação Eletromagnética Radiação Eletromagnética

O campo eletromagnético são as radiações O campo eletromagnético são as radiações

eletromagnéticas que possuem amplo espectro de energia.eletromagnéticas que possuem amplo espectro de energia.

Page 45: Introdução biofísica
Page 46: Introdução biofísica

C.E.M. E OS SISTEMAS BIOLÓGICOSC.E.M. E OS SISTEMAS BIOLÓGICOS

Há um interação mutua e indissociavel.Há um interação mutua e indissociavel.

Biossistemas C.E.M.Biossistemas C.E.M.

O campo elétrico existe em todas as células e O campo elétrico existe em todas as células e

sua propagação pode ser medido pelo sua propagação pode ser medido pelo

eletrocardiograma (ECG), eletroencefalograma eletrocardiograma (ECG), eletroencefalograma

(EEG), eletromiograma (EMG), eletroretinograma (EEG), eletromiograma (EMG), eletroretinograma

(ERG). O campo magnético participa de certas (ERG). O campo magnético participa de certas

propriedades de certas moléculas (hemoglobina, propriedades de certas moléculas (hemoglobina,

ferrodoxina, citocromos).ferrodoxina, citocromos).

Page 47: Introdução biofísica

O C.E.M. está presente em todos os seres sob

a forma de calor.

Campo nuclearCampo nuclear – Presente nos limites do

núcleo atômico. O efeito externo do átomo é

manifestação do campo elétrico dos prótons.

Page 48: Introdução biofísica
Page 49: Introdução biofísica

TRABALHOTRABALHO Quem trabalha? Conceito de trabalho ativo Quem trabalha? Conceito de trabalho ativo e passivo. e passivo.

O trabalho é atividade final em Biologia.O trabalho é atividade final em Biologia.

Trabalho é definido como o deslocamento da Trabalho é definido como o deslocamento da força.força.

Somente os Somente os camposcampos realizam trabalho. realizam trabalho.

1. Trabalho ativo – sistema que gasta energia.1. Trabalho ativo – sistema que gasta energia.

2. Trabalho passivo – sistema que não gasta 2. Trabalho passivo – sistema que não gasta energia.energia.

Page 50: Introdução biofísica

Se trabalho só existe com gasta energia “alguém” Se trabalho só existe com gasta energia “alguém”

gastou energia pelo sistema.gastou energia pelo sistema.

Page 51: Introdução biofísica

TRABALHOS NO CAMPOTRABALHOS NO CAMPO Campo gravitacional – Existem apenas forças da Campo gravitacional – Existem apenas forças da

atração, e sem intervenção de forças externas.atração, e sem intervenção de forças externas.

Page 52: Introdução biofísica
Page 53: Introdução biofísica

Campo eletromagnético Campo eletromagnético – Existem forças de – Existem forças de

atração e repulsão e de concentração.atração e repulsão e de concentração.

Page 54: Introdução biofísica

Transporte Biológico e o trabalhoTransporte Biológico e o trabalho – O transporte – O transporte

de substâncias é um dos mais importantes (1/3 do de substâncias é um dos mais importantes (1/3 do

trabalho animal). trabalho animal).

Transporte ativo equivale a Trabalho ativo.Transporte ativo equivale a Trabalho ativo.

Transporte passivo equivale a Trabalho passivo.Transporte passivo equivale a Trabalho passivo.

Precedência dos Trabalhos.Precedência dos Trabalhos.

Page 55: Introdução biofísica

Afastando a questão semântica - Afastando a questão semântica - Diz-se impropriamente que o Diz-se impropriamente que o

trabalho ativo é com dispêndio de energia e o passivo é sem dispêndio trabalho ativo é com dispêndio de energia e o passivo é sem dispêndio

de energia.de energia.

Trabalho conjugado – Trabalho conjugado – De modo geral os sistema biológicos são De modo geral os sistema biológicos são

econômicos. Não aplicam o trabalho ativo quando o passivo resolve.econômicos. Não aplicam o trabalho ativo quando o passivo resolve.

Page 56: Introdução biofísica

Williams Brandão PimentelWilliams Brandão Pimentele-mail: e-mail: [email protected]

Fone: (86) 8837-2311Fone: (86) 8837-2311

GRUPO NO FACEBOOK – BIOFÍSICA UESPIGRUPO NO FACEBOOK – BIOFÍSICA UESPI

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