Física e Introducción a la biofísica

CBC-UBA

Programa analítico (2007)

Contenidos procedimentales 

Interpretación y confección de gráficos. Conversión de unidades. Extracción de información a partir de enunciados coloquiales. Identificación de relaciones funcionales entre magnitudes. Aplicación de modelos teóricos a situaciones prácticas sencillas.

Contenidos conceptuales

UNIDAD 1 : Introducción a la Biomecánica           

1.a Cinemática: Descripción de los movimientos. Posición y tiempo. Tablas, gráficos y ecuaciones horarias. Conceptos de velocidad y aceleración. Movimiento rectilíneos sencillos: uniforme y uniformemente variado. Aceleración de la gravedad. Gráficos de posición, velocidad y aceleración en función del tiempo. Generalización de los conceptos de velocidad y aceleración a diversas tasas de crecimiento.

1.b Dinámica: Noción de fuerza. Representación vectorial de las fuerzas. Diagrama de cuerpo libre. Fuerza resultante. Leyes de Newton: principio de inercia, de masa, y de interacción. Peso y masa. Unidades: newton y kilogramo fuerza.

1.c Trabajo y Energía: Trabajo de una fuerza: definición y unidades. Trabajo de un conjunto de fuerzas. Cálculo del trabajo a partir de gráficos. Energía cinética, potencial y mecánica. Fuerzas no conservativas. Teorema de conservación de la Energía mecánica. Potencia media e instantánea.

UNIDAD 2: Bases físicas de la Circulación y  Respiración           

2a. Hidrostática. Fuerza y presión. Principio de Pascal. Teorema fundamental de la hidrostática. Presión atmosférica. Unidades.

2b. Hidrodinámica. Fluidos ideales. Caudal. Regímenes: estacionario, laminar. Ecuación de continuidad y teorema de Bernoulli. Condiciones de validez y aplicaciones.

2c. Viscosidad. Resistencia hidrodinámica. Ley de Poiseuille. Resistencias hidrodinámicas en serie y en paralelo. Potencia.

2d. Gases. Temperatura absoluta. Concepto de gas ideal. Ecuación de estado. Mezcla de gases: presiones parciales y ley de Dalton. Equilibrio líquido-vapor: presión de vapor. Humedad relativa.

2e. Difusión y  Ósmosis.  Gradientes químicos. Difusión. Flujo y densidad de flujo. Ley de Fick. Permeabilidad. Membrana semipermeable. Ósmosis. Presión osmótica. Molaridad y osmolaridad. Ley de Van´t Hoff. Ósmosis inversa. Diálisis

UNIDAD 3 : La termodinámica de los seres vivos 

3.a Calor y temperatura: Equilibrio térmico. Termómetros. Escalas termométricas: Celsius y Kelvin. Calorimetría con y sin cambio de fase. Transmisión del calor: conducción (ley de Fourier), convección (cualitativo) y radiación térmica (ley de Stefan-Boltzmann). Relaciones de escala: tamaño y tasa de intercambio.

3.b Primera ley de la termodinámica: Sistemas abiertos, cerrados y aislados. Estados de equilibrio y estados estacionarios. Trabajo termodinámico. Calor. Primera ley de la termodinámica. Energía interna. Aplicación a  gases y otros sistemas sencillos. Evoluciones abiertas y cerradas. Análisis gráfico.

3.c Segunda ley de la termodinámica: Procesos reversibles e irreversibles. Segunda ley. Ciclos. Entropía. Rendimiento. Cálculo de variación de entropía en casos sencillos. El aumento de entropía del universo.

UNIDAD 4: Bases físicas de los fenómenos bioeléctricos

4.a Electrostática: Carga eléctrica. Conservación de la carga. Conductores y aisladores. Campo eléctrico. Energía potencial eléctrica. Diferencia de potencial. Relación entre campo y diferencia de potencial. Gradiente de potencial. Capacitores. Energía almacenada. Asociación en serie y en paralelo.

4 b Electrodinámica: Intensidad de corriente eléctrica. Régimen estacionario: corriente continua. Ley de Ohm: resistencia eléctrica. Resistividad. Fuerza electromotriz. Potencia eléctrica. Asociación de resistencias en serie y en paralelo. Circuitos simples. Amperímetro y voltímetro. Seguridad eléctrica.

Temas a desarrollar en las Facultades

Cada Facultad  incluirá, además y si lo considera conveniente, algunos de los siguientes contenidos conceptuales:

·           Estática: momentos, palanca, equilibrio.

·           El hombre como estructura mecánica sobre la superficie de la Tierra.

·           Principio de Arquímedes.

·           El aparato circulatorio humano como sistema tubular cerrado en el campo gravitatorio. Introducción al estudio de las membranas biológicas.

·           El hombre como sistema termodinámico.

·           Entalpía y energía libre.

·           Electrolitos. Ley electroquímica de Faraday. Conductancia en electrolitos.

·           Los fenómenos bioeléctricos en el hombre.

·           Fenómenos ondulatorios. Características básicas de la luz y el sonido.

·           Bases físicas de la visión y la audición.