biofísica, sesión1

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BIOFÍSICA, para ecólogos Nhora Helena Ospina-Calderón Bióloga PUJ, MgSc. Ecóloga UNAL [email protected]

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Page 1: Biofísica, sesión1

BIOFÍSICA, para ecólogos

Nhora Helena Ospina-CalderónBióloga PUJ,

MgSc. Ecóloga [email protected]

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BIOFÍSICA, Programa

Nociones generalesBiomecánicaTrabajo y EnergíaMecánica de fluidosTermodinámicaMovimiento ondulatorio, Acústica, ÓpticaRadioactividad

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BIOFÍSICA Justificación Muchos de los fenómenos que se presentan en los seres vivos y la naturaleza son el resultado de la interacción de los elementos y las leyes físicas que rigen el universo. Por tal motivo, el estudio de la física se constituye en una herramienta para el entendimiento y predicción de procesos ecológicos.

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BIOFÍSICA Objetivo

Formar en el estudiante, un espíritu crítico, frente a la conservación y preservación del medio ambiente, analizando las formas de producción de energía. Desarrollar métodos experimentales, para que proyecte sus estudios hacia una investigación científica. Estructurar al estudiante en los principios físicos y su interrelación con las ciencias naturales.Historia

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BIOFÍSICASe emprende el reto de conciliar disciplinas y saberes, de transitar desde la física, fisiología y biología, con el fin de llenar vacíos y aportar a las explicaciones acerca del funcionamiento, desarrollo y evolución de los seres vivos.

Vencer el miedo a las interpretaciones matemáticas y transformar una barrera en herramienta de explicación, predicción a partir de modelos matemáticos.

Física biológica recoge materias y temas con avances constantes, se fundamenta el conocimiento en teorías, sometidas a prueba frecuentemente.

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BIOFÍSICA, Nociones generales

Física biológica, trabaja con atributos medibles como longitud y peso, es el estudio de los atributos medibles de las cosas,

Los conceptos básicos en física se definen en función de medidas

El objetivo de las teorías físicas es establecer relaciones entre los resultados de las medidas.

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BIOFÍSICA, Nociones generalesPrecisiónExactitud

Es importante resaltar que la automatización de diferentes pruebas o técnicas puede producir un aumento de la precisión. Esto se debe a que con dicha automatización, lo que logramos es una disminución de los errores manuales o su corrección inmediata.

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PrecisiónExactitud

Precisión se refiere a la dispersión del conjunto de valores obtenidos de mediciones repetidas de una magnitud. Cuanto menor es la dispersión mayor la precisión. Una medida común de la variabilidad es la desviación estándar de las mediciones y la precisión se puede estimar como una función de ella.

BIOFÍSICA, Nociones generales

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Exactitud se refiere a cuán cerca del valor real se encuentra el valor medido. En términos estadísticos, la exactitud está relacionada con el sesgo de una estimación. Cuanto menor es el sesgo más exacta es una estimación.

Cuando expresamos la exactitud de un resultado se expresa mediante el error absoluto que es la diferencia entre el valor experimental y el valor verdadero.

También es la mínima variación de magnitud que puede apreciar un instrumento.

BIOFÍSICA, Nociones generales

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BIOFÍSICA, Nociones generalesHistoria 1000-500 a.C.

Los filósofos primitivos de la antigua Grecia fueron los primeros hombres que se preguntaron acerca de la naturaleza fundamental de mundo material.

Aristóteles cosmología con dos reinos, cuatro elementos, quinto elemento (éter).

Tales de Mileto, Anaximandro, a pesar de las diferencias inherentes del mundo material, existe una igualdad subyacente a todas las cosas, cada uno tenia una idea distinta de la naturaleza de la esencia universal (agua-aire).*ESPACIO*

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BIOFÍSICA, Nociones generalesHistoria 500-200 a.C.

Pitágoras, se le atribuye la noción de que la tierra es una esfera

Arquímedes de Siracusa pionero en mecánica e hidrostática, inventor de la palanca y el tornillo para extracción de agua

Historia 200-1200

Edades de oscuridad, desaparece parcialmente la sabiduría clásica de Europa.

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BIOFÍSICA, Nociones generalesHistoria 1400-1700

Leonardo da Vinci y sus numerosos estudios acerca de los fenómenos naturales, descubrimiento de América contradice las ideas de Ptolomeo.

Copérnico, recupera la teoría heliocéntrica, Kepler demostró que las órbitas planetarias alrededor del sol son elípticas.

Newton formuló la ley de la gravitación universal y tres leyes del movimiento. Boyle y Hooke estudiaron la química de los gases y la naturaleza de la combustión y respiración.

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BIOFÍSICA, MecánicaEstudio de las condiciones que hacen que los objetos permanezcan en reposo (estática) y las leyes que rigen su movimiento (Dinámica).

Movimiento y fuerzaCuando se empuja un cuerpo, se ejerce una fuerza sobre él, las fuerzas pueden se ejercidas por objetos inanimados como resorte, aire comprimido o locomotora.

Fuerza de gravedad, eléctrica o magnéticaCada partícula material de un cuerpo es atraída por la tierra y la fuerza única que llamamos peso del cuerpo es la resultante de todas éstas fuerzas de atracción

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BIOFÍSICA, MecánicaLa fuerza se representa con vectores (y sus componentes)

Vector, Magnitud y direcciónEscalar, solamente magnitud

RozamientoSiempre que la superficie de un cuerpo se desliza sobre la de otro. Cada cuerpo ejerce sobre el otro una fuerza de rozamiento paralela a las superficieshttp://www.youtube.com/watch?v=MVnnqSrxWyE&feature=related

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BIOFÍSICA, MecánicaEquilibrio- Inercia

Ley 1 Newton: Todo cuerpo continúa en su estado de reposo o de movimiento uniforme y rectilíneo a menos que sea impelido a cambiar dicho estado por fuerzas ejercidas sobre él.

Gravitación-Masa- AceleraciónLey 2 Newton: El cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime

Acción y reacciónLey 3 Newton: Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria: o sea, las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en sentido opuesto.http://www.youtube.com/watch?v=q8qKMLyTxpM&feature=related

Page 16: Biofísica, sesión1

BIOFÍSICA, MecánicaPalancasLa palanca es una barra rígida que puede girar alrededor de un punto fijo o eje, cuando se le aplica una fuerza para vencer la resistencia.Las palancas se clasifican en 1ª,2ª y 3ª clase, esto se hace según la ubicación del punto de apoyo A (llamado fulcro), de la fuerza motora F y de la resistencia.

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BIOFÍSICA, Mecánica“palanca matemática” (en la que no se considera el peso de la palanca) “palanca física” (en la que sí se considera el peso de la palanca).La condición para que una palanca se mantenga en equilibrio es que la suma de los momentos de fuerza motriz y de la resistencia sean nulas.http://www.youtube.com/watch?v=GQ-1PM-OVvI&feature=relatedhttp://www.youtube.com/watch?v=eqdJz8gL0CQ&feature=relatedhttp://www.youtube.com/watch?v=KRYdhBBDd4E&feature=related

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BIOFÍSICA, MecánicaEl vuelo de las aveshttp://www.youtube.com/watch?v=jwPc0kK9VHU&feature=relatedhttp://nature.ca/discover/exb/hwdbrdsfly/index_e.cfm

El efecto Bernoulli es también en parte el origen de la sustentación de los aviones. Gracias a la forma y orientación delos perfiles aerodinámicos, el ala es curva en su cara superior y está angulada respecto a las líneas de corriente incidentes. Por ello, las líneas de corriente arriba del ala están más juntas que abajo, por lo que la velocidad del aire es mayor y la presión es menor arriba del ala; al ser mayor la presión abajo del ala, se genera una fuerza neta hacia arriba llamada sustentación