Biofísica Humana : “O Universo e sua Composição Fundamental”

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Curso de FISIOTERAPIA


Investigando o Universo


Composição Fundamental

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Grandezas Fundamentais do SI Os componentes fundamentais são também denominados grandezas, qualidades ou dimensões fundamentais. Comprimento: metro (m) Massa: quilograma (kg) Tempo: segundo (s) Intensidade de corrente elétrica: ampère (A) Temperatura: kelvin (K) Intensidade luminosa: candela (cd)

As grandezas Naturais definem a composição e os fenômenos que ocorrem no Universo, de maneira Qualitativa. Para definição Quantitativa usam-se os Números. Acesse o Vídeo - Universo Macroscópico e Microscópico

Notação Cientifica e suas operações.


Seres Vivos

Os seres vivos, fazendo parte do Universo, são compostos de matéria, utilizam e produzem energia, ocupam espaço próprio, e vivem na dimensão tempo.

A composição , estrutura e função qualitativa dos seres vivos é quantitativamente definida por números adequados, com o uso das Grandezas Fundamentais e Derivadas.

“A Biofísica é o estudo da matéria, energia, espaço e Tempo nos Sistema Biológicos”


Massa – é a medida da quantidade de matéria de um ser vivo. Sob a ação da gravidade, a massa exerce uma Força, que é o peso. A massa dos indivíduos das espécie humana varia com diversos fatores. Na biologia médica, é um indicador do estado de higidez dos indivíduos. Vírus = 10 – 20 Kg até Baleias = 10 3 Kg. Comprimento, Área e Volume (Grandezas Derivadas).

A área ou superfície corporal é medida em m2 ou cm2. O volume é o m3, o litro (l) e o mililitro (ml). A densidade é a relação entre massa e volume:


A densidade dos tecidos biológicos é próxima a densidade da água (excetuando o tecido ósseo).

d=

Massa = M = ML - 3 Volume L3

Ex. Densidade do Sangue Humano = 1,075 g.cm – 3


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

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. F = massa X aceleração = MLT -2 Está presente em todas as estruturas e processos biológicos. Força Peso: P = mg A unidade de medida da força é o Newton. 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 macroscópicos e/ou partículas elementares. Forças na natureza. Gravitacionais – resultante da interação entre as massas. Eletromagnéticas – resultante da interação entre cargas elétricas. Nucleares (fracas/fortes)


Energia, Trabalho e Potência 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. Unidade: Joule (SI) Formas de Energia: Energia Cinética – Energia Potencial (Elástica e Gravitacional) 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


Potência (W) – É a capacidade de realizar trabalho (ou produzir Energia), em função do Tempo. W = Energia = ML 2 T - 2 = ML 2 T – 3 (Joule) = (watts) Tempo T (Seg)

Pressão (P) Pressão é definida como a força por unidade de área. É usualmente mais conveniente usar a pressão ao invés da força para descrever as influências sobre o comportamento de um fluido. A unidade padrão para pressão é o Pascal, que é um Newton por metro quadrado.


1. TERMOMETRIA E ESCALAS DE TEMPERATURA Temperatura é uma propriedade física de um corpo que reflete sua quentura ou frieza. É difícil de ser medida diretamente, de modo que usualmente a medimos indiretamente por meio de muitas propriedades físicas que com ela variam (volume). Instrumentos de medida: Termômetros. As três escalas mais comuns de medida de temperatura são Celsius (0C), Fahrenheit (0F), e Kelvin (K), e elas são definidas de acordo com três estados físicos da matéria: zero absoluto, ponto de gelo da água, e ponto de ebulição da água (chamados pontos fixos fundamentais). As escalas de temperatura estão relacionadas de acordo com:

TC TF − 32 = 5 9

TC = Tk - 273

Temperatura corporal. O homem mantêm, a despeito das variações da temperatura ambiente, a sua temperatura interna entre 36,7 e 37 ºC, quando medida da boca, ou entre 37,3 e 37,6 ºC para medições retais (Bligh 1973).


APLICAÇÕES DA TERMODINÂMICA NO CORPO HUMANO

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