1. BIOFÍSICA

2. TEMAS
 SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES
 FUERZA
 LEYES DE NEWTON

3. ¿Qué es Biofísica?
 La Biofísica puede definirse como la disciplina que
trata de comprender y explicar la fenomenología
biológica a partir de las leyes y principios generales
de la Física.
 Refleja el esfuerzo para racionalizar las leyes
biológicas como extensiones de las leyes de la Física.
 Posee doble carácter como ciencia: Interdisciplinaria e
Integradora.

4. MEDICIÓN
 Medir una magnitud física consiste en asignar a dicha
magnitud un número igual al número de veces que
contiene a una cantidad patrón (arbitrariamente elegida)
denominada unidad.
 El resultado de esa comparación se denomina Medida.
 Para medir se necesita:
 Instrumento de medida y Unidad de medida a usar de
acuerdo a la magnitud física
 Magnitud física a medir
 Un observador

5. MAGNITUD FÍSICA
 Por magnitud física entendemos cualquier propiedad de
los cuerpos que se puede medir o cuantificar (es decir se
le puede asignar un valor numérico).
 Una magnitud física está asociada a un fenómeno físico.
 El patrón de medición es la Unidad de medida tomada
como referencia para expresar el valor de una magnitud
física.

6. CLASIFICACIÓN
DE LAS MAGNITUDES
Por su origen pueden ser: Magnitudes fundamentales y
derivadas.
 Una Magnitud Fundamental es aquella que no puede
definirse con respecto a las otras magnitudes y que en
principio se pueden determinar mediante una medida
directa.
 Entendemos por magnitudes derivadas aquellas
magnitudes que se pueden definir a partir de las
magnitudes fundamentales a través de una ley física.
 No existe un conjunto único de magnitudes fundamentales.

7. CLASIFICACIÓN
DE LAS MAGNITUDES (Cont.)
Por su naturaleza pueden ser Magnitudes escalares, vectoriales y
tensoriales.
 Las Magnitudes escalares son aquellas magnitudes que quedan
definidas mediante un número acompañado de su unidad.
Ejemplos: la longitud, el volumen, la masa.
 Las Magnitudes vectoriales: son magnitudes que no quedan
definidas sólo por un número real y su unidad, sino que también
requieren el conocimiento de una dirección y un sentido.
Ejemplos: velocidad, aceleración, fuerza.
 Las magnitudes tensoriales son aquellas que poseen un módulo,
múltiples direcciones y sentidos normales a toda superficie.
Ejemplo: Presión hidrostática, esfuerzos axiales, tangenciales,
etc.

8. MAGNITUDES Y UNIDADES
FUNDAMENTALES DEL SI
MAGNITUD NOMBRE
DE LA
UNIDAD
SIMBOLO DE
LA UNIDAD
DIMENSIONES DE LA
MAGNITUD
Longitud metro m L
Masa kilogramo kg M
Tiempo segundo s T
Temperatura
kelvin K 
Termodinámica
Intensidad de
corriente
amperio A I
Intensidad luminosa candela cd J
Número o cantidad
de sustancia
mol mol N

9. MAGNITUDES Y UNIDADES SUPLEMENTARIAS DEL SI
MAGNITUD FÓRMULA DE
DEFINICIÓN
NOMBRE DE
LA UNIDAD
SÍMBOLO DE
LA UNIDAD
DIMENSIÓN
DE LA MAGNITUD
Angulo plano  = L/R radián rad [m.m-1] = 1
Angulo
sólido
Ω = S/R2 estereorradián sr [m2.m-2] = 1

10. ALGUNAS MAGNITUDES Y
UNIDADES DERlVADAS DEL SI
MAGNITUD FORMULA DE
DEFINICIÓN
NOMBRE DE LA UNIDAD SIMBOLO DE LA
UNIDAD
DIMENSIONES DE LA
MAGNITUD
Área S = l2 metro cuadrado m2 L2
Volumen V = l3 metro cúbico m3 L3
Densidad  = m/V kilogramo por metro cúbico kg/m3 M L-3
Velocidad v = r/t metro por segundo m/s LT-1
Aceleración a = v/t metro por
segundo al cuadrado
m/s2 LT-2
Fuerza; peso F = m.a newton N= kg . m/ s2 M LT-2
Trabajo ; energía W = F.r joule J = kg . m2/ s2 M L2 T-2
Presión P = F/S pascal Pa =N/m2= kg /m.s2 M L-1 T-2
Potencia P = W/t watt o vatio W=kg. m2/ s3 M L2 T-3
Velocidad angular ω = φ/t radián por segundo rad/s T-1
Cantidad de
p = m.v kilogramo metro por segundo kg. m/s M LT-1
movimiento
Peso específico p.e = P/V kilogramo por metro al cuadrado
segundo al cuadrado
kg. /m2s2 M L-2T-2
Tensión superficial σ = F/l kilogramo por metro al cuadrado kg/s2 ML-2

11. MÚLTIPLOS Y SUBMÚLTIPLOS

12. OTROS SISTEMAS. SISTEMA ABSOLUTO
SUB-SISTEMA LONGITUD
(L)
MASA (M) TIEMPO
(T)
M.K.S m kg s
c.g.s cm g s
F.P.S pie lb s

13. SISTEMA GRAVITACIONAL Y TÉCNICO

14. CONVERSIÓN DE UNIDADES
 Muchas veces hay que realizar operaciones con magnitudes que están
expresadas en unidades que no son homogéneas. Para que los cálculos que
se realicen sean correctos, se deben transformar las unidades de manera
que se cumplan el Principio de Homogeneidad.
 Para realizar la transformación se utilizan los factores de conversión. Un
factor de conversión es la relación de equivalencia entre dos unidades de
la misma magnitud, es decir, un cociente que nos indica los valores
numéricos de equivalencia entre ambas unidades. Por ejemplo:
10m/ s
36 km 3
10 m
x
1 km
1 h
3 600 s
x
h


20 N 20 N x  
2,04 kg f
1 kg f
9,8 N


15. ALGUNOS FACTORES DE CONVERSIÓN
o1 cm = 10-2m
o1 km = 103m
o1 milla terrestre = 1,609 km = 1 609 m
o1 milla marina = 1,852 km = 1 852 m
o1 m ≈ 1,093 6 yd ≈ 5,281 pies ≈ 39,37 pulgadas
o1 pulgada ≈ 2,54 cm
o1 pie = 12 pulgadas ≈ 30,48 cm ≈ 0,304 8 m
o1 yd = 3 pies ≈ 91,44 cm
o1 Å = 0,1 nm
o1 m = 1015 fm = 1010 Å = 109 nm
o1 año-luz = 9,461 x1015m
o1 min = 60 s
o1 h = 3600 s

16. NOTACIÓN CIENTÍFICA
 Es una forma de escribir los números como potencia de diez.
 Esta forma facilita expresar números muy grandes o muy pequeños, en el
intercambio de información científica.
 El número quedará expresado de la siguiente manera:
donde:
A = número real que cumple: 1 < A < 10.
n = número entero
 Ejm:
5 348 = 5,348 x 103
0,000 534 8 = 5,348 x10-4
 Ax10n

17. REGLAS DE REDONDEO
 Si el dígito a eliminar es > 5 el digito retenido
aumenta en uno.
 Si el dígito a eliminar es < 5 el digito retenido se
mantiene.

18. REGLAS DE REDONDEO (Cont.)
 Si el dígito a eliminar es 5 y el retenido impar el
retenido aumenta en uno.
 Si el dígito a eliminar es 5 y el retenido par, el
retenido se mantiene.

19. Sistema Internacional de Unidades

20. FUERZA
 Magnitud física vectorial, expresa la
interacción mutua y simultánea entre
dos cuerpos en la naturaleza.
 newton = 1 N = 1 kg.m.s-2
 Instrumento que mide la fuerza es el
dinamometro.

21. PROPIEDADES DE LA FUERZA
 EEss aapplliiccaaddaa ppoorr uunn oobbjjeettoo mmaatteerriiaall aa oottrroo

22. PROPIEDADES DE LA FUERZA
LA FUERZA SE CARACTERIZA POR:
 Dirección
 Sentido
 Modulo

23. PROPIEDADES
DE LA FUERZA (Cont.)
 Siempre actúan en parejas
 Si dos (o más) fuerzas actúan simultáneamente sobre
el mismo objeto, su efecto es igual a la suma vectorial
de las fuerzas individuales

24. FUERZAS FUNDAMENTALES
 En la naturaleza solo hay cuatro Fuerzas
Fundamentales y en orden decreciente de
intensidad se mencionan:
 Fuerza Nuclear Fuerte (1)
 Fuerza Electromagnética (1/137)
 Fuerza Nuclear Débil (10-6)
 Fuerza Gravitatoria (10-39)

25. FUERZAS FUNDAMENTALES (Cont.)
 La Fuerza Nuclear Fuerte
 Explica el porqué los protones (con carga positiva)
pueden existir dentro del núcleo atómico, a pesar
de las fuerzas de repulsión entre ellos debido a su
carga.
 La Fuerza Electromagnética
 Explica los enlaces iónicos y moleculares, así como
la interacción entre partículas cargadas
(electrones, protones, etc) y ondas
electromagnéticas.

26. FUERZAS FUNDAMENTALES (Cont.)
 La Fuerza Nuclear Débil
 Explica las desintegraciones nucleares.
 La Fuerza Gravitatoria
 Explica la atracción de los cuerpos debido a sus
masas.
Las interacciones de los cuerpos a nivel
macroscópico, van a estar influenciadas por la
Fuerza Gravitacional y a nivel atómico-molecular
por la Fuerza Electromagnética

27. FUERZAS DERIVADAS
 Son todas aquellas que pueden ser explicadas
empleando las Fuerzas Fundamentales.
 Ejemplo:
 La fuerza de rozamiento, puede ser explicada
mediante la Fuerza Electromagnética.
 La fuerza muscular, puede ser explicada mediante la
Fuerza Electromagnética.
 La fuerza de un resorte o muelle, puede ser explicada
por mediante la Fuerza Electromagnética y la
Gravitacional.

28. LEYES DE NEWTON
PRIMERA LEY DE NEWTON
 “Todo cuerpo continúa en su estado de reposo o de
MRU a menos que una fuerza neta que actúe sobre él
le obligue a cambiar ese estado”.
 De esta ley se concluye que: ΣFi = 0

29. SEGUNDA LEY DE NEWTON
 Designase al cambio temporal del
momento como fuerza sobre un cuerpo.
Se tiene
 
 Esta ecuación establece que “la razón de
cambio del momento lineal de una
partícula es igual a la fuerza que actúa
sobre ella
 Teniendo en cuenta que
 
 La fuerza se expresa
 Cuando la masa m permanece
constante

 
 
 Es decir la fuerza es igual al
producto de la masa por la
aceleración siempre y cuando la
masa permanezca constante
d p
F
d t

p  mv
d mv
F
dt



d v
F m ma
dt

30. TERCERA LEY DE NEWTON
 “Siempre que un objeto ejerce una fuerza sobre
otro, el segundo ejerce una fuerza igual y opuesta
sobre el primero”.
 A estas fuerzas se denominan “ACCIÓN” y
“REACCIÓN”.
 Esta ley se cumple, por ejemplo, cuando hay dos
cuerpos en contacto (estos cuerpos pueden ser dos
huesos unidos a través de una articulación).

31. Fuerza de acción y reacción en el
Cuerpo Humano

32. Calcular: a) la componente vertical de F1
b) la componente perpendicular de F2

33. Preguntas y problemas
1. ¿Cuál es la diferencia entre fuerza y
presión?
2. ¿Qué entiende cuando se dice que las
fuerzas siempre actúan en parejas?
3. ¿Cuál fuerza fundamental es más intensa?
¿Cuál fuerza tiene mayor rango de acción?
4. ¿Qué fuerza o fuerzas fundamentales
pueden explicar la extracción de un
diente?

34. Preguntas y problemas (Cont.)
5.¿A cuánto equivale un radian en grados sexagesimales?
6. ¿Convertir 120 mmHg a pascal?
7. ¿Convertir 5 L/min a m3/s?
8. ¿Cuál es el área de un círculo de 3,5 cm de diámetro en
el SI?
9. ¿Convertir 3500 RPM (revoluciones por minuto) a rad/s?
10. Convertir 140 mmol/L a mol/m3

35. Hallar la aceleración y tensión en la cuerda
cuando el coeficiente de rozamiento es cero y 0.2