biofisica

1. UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
Facultad de ciencias medicas
Segundo semestre de medicina
CATEDRA DE BIOFISICA
Docente: Dr. Cecil Hugo Flores Balseca
Grupo # 3
Nombre: Briggitte Sornoza Kaina Macias
Tasha Delgado
“UNIDAD #01”
Biofísica
Sistema Biofísicos Mecánicos –
Biofísica de los Fluidos

2. MAGNITUDES FÍSICAS
Y UNIDADES
FUNDAMENTALES

3. HISTORIA
 El gran físico inglés Lord
Kelvin consideraba que
solamente puede aceptarse
como satisfactorio nuestro
conocimiento si somos
capaces de expresarlo
mediante números. Aun
cuando la afirmación de
Lord Kelvin tomada al pie de
la letra supondría la
descalificación de valiosas
formas de conocimiento,
destaca la importancia del
conocimiento cuantitativo,
particularmente en el tipo
de ciencia que él profesaba.
HIPERVINCULO

4. •Se denominan magnitudes
a ciertas propiedades o
aspectos observables de un
sistema físico que pueden
ser expresados en forma
numérica. En otros
términos, las magnitudes
son propiedades o atributos
medibles.
Magnitud
•La medida de una magnitud
física supone, en último
extremo, la comparación del
objeto que encarna dicha
propiedad con otro de la
misma naturaleza que se
toma como referencia y que
constituye el patrón.
Medida
•se refiere al valor
que toma una
magnitud dada en un
cuerpo o sistema
concreto
Cantidad
La longitud, la masa,
el volumen, la fuerza,
la velocidad, la
cantidad de sustancia
son ejemplos de
magnitudes físicas.
la longitud de una
mesa, la masa de
aquella moneda, el
volumen de ese
lapicero, son
ejemplos de
cantidades.
La densidad del acero es
de 7.850 kg/m3, 100
centímetros son lo mismo
que un metro, Una hora
se compone de 60
minutos, Mil gramos dan
origen a un kilogramo.
Son ejemplos de medidas
HIPERVINCULO

5. Unidades fundamentales de las derivadas
Unidad de Longitud: El metro (m) es la longitud recorrida por la luz en el vacío durante un
período de tiempo de 1/299,792,458 s.
 Unidad de Masa: El kilogramo (kg) es la masa del prototipo internacional de platino iridiado
que se conserva en la Oficina de Pesas y Medidas de París.
 Unidad de Tiempo: El segundo (s) es la duración de 9,192,631,770 períodos de la radiación
correspondiente a la transición entre dos niveles fundamentales del átomo Cesio 133.
 Unidad de Corriente Eléctrica: El ampere (A) es la intensidad de corriente, la cual al
mantenerse entre dos conductores paralelos, rectilíneos, longitud infinita, sección
transversal circular.
 Unidad de Temperatura Termodinámica: El Kelvin (K) es la fracción 1/273.16 de la
temperatura termodinámica del punto triple del agua.
 Unidad de Intensidad Luminosa: La candela (cd) es la intensidad luminosa, en una dirección
dada, de una fuente que emite radiación monocromática de frecuencia 540 × 10 12 hertz y
que tiene una intensidad energética en esta dirección de 1/683 W por estereorradián (sr).
 Unidad de Cantidad de Sustancia: El mol es la cantidad de materia contenida en un sistema y
que tiene tantas entidades elementales como átomos hay en 0.012 kilogramos de carbono
12.
HIPERVINCULO

6. Las unidades base del Sistema Internacional de
Unidades son:
MAGNITUD BASE NOMBRE SÍMBOLO
longitud metro m
masa kilogramo kg
tiempo segundo s
corriente eléctrica Ampere A
temperatura termodinámica Kelvin K
cantidad de sustancia mol mol
intensidad luminosa candela cd
HIPERVINCULO

7. LA FUERZA
Una fuerza es algo que cuando actúa sobre un
cuerpo, de cierta masa, le provoca un efecto.
Clasificación de las fuerzas
Según su punto de
aplicación
Fuerzas de
contacto: son
aquellas en que el
cuerpo que ejerce
la fuerza está en
contacto directo
con el cuerpo que
la recibe.
Fuerzas a
distancia: el
cuerpo que ejerce
la fuerza y quien la
recibe no entran en
contacto
físicamente.
Según el tiempo que
dura la aplicación de la
fuerza
Fuerzas
impulsivas: son,
generalmente, de
muy corta
duración, por
ejemplo: un golpe
de raqueta
Fuerzas de larga
duración: son las
que actúan durante
un tiempo
comparable o
mayor que los
tiempos
característicos del
problema de que se
trate.
HIPERVINCULO

8. El primer paso para poder cuantificar
una magnitud física es establecer una unidad
para medirla.
En el Sistema Internacional (SI) de unidades la
fuerza se mide en newtons(símbolo: N), en el
CGS en dinas (símbolo, dyn) y en el sistema
técnico en kilopondio (símbolo: kp), siendo un
kilopondio lo que comúnmente se llama un
kilogramo, un kilogramo fuerza o simplemente
un kilo.
Unidades de fuerza
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9. LA ENERGÍA
Es la capacidad de los cuerpos para realizar un trabajo y
producir cambios en ellos mismos o en otros cuerpos. Es
decir, la energía es la capacidad de hacer funcionar las cosas.
La unidad de medida que utilizamos para cuantificar la
energía es el Joule (J).
La energía tiene 4 propiedades básicas:
 Se transforma. La energía no se crea, sino que se transforma.
 Se conserva. Al final de cualquier proceso de transformación energética nunca
puede haber más o menos energía que la que había al principio, siempre se
mantiene. La energía no se destruye.
 Se transfiere. La energía pasa de un cuerpo a otro en forma de calor, ondas o
trabajo.
 Se degrada. Solo una parte de la energía transformada es capaz de producir
trabajo y la otra se pierde en forma de calor o ruido (vibraciones mecánicas no
deseadas).
HIPERVINCULO

10. HIPERVINCULO

11. LEY DE NEWTON
Son tres principios a partir de los
cuales se explican la mayor parte
de los problemas planteados por la
dinámica, en particular aquellos
relativos al movimiento de los
cuerpos. Revolucionaron los
conceptos básicos de la física y el
movimiento de los cuerpos en el
universo
HIPERVINCULO

12. HIPERVINCULO

13. ELASTICIDAD DE LOS TEJIDOS
HUMANOS
Elastina
La elastina es una proteína del tejido conjuntivo
con funciones estructurales que, a diferencia
del colágeno que proporciona principalmente
resistencia, confiere elasticidad a los tejidos. Se
trata de un polímero con un peso molecular
con gran capacidad de expansión que recuerda
ligeramente a una goma elástica. La elastina se
encuentra presente en todos los vertebrados.
La elastina es importante
también en la capacidad de los
cuerpos de los vertebrados
para soportar esfuerzos, y
aparece en mayores
concentraciones donde se
requiere almacenar energía
elástica. Usualmente se
considera que es un material
elástico incompresible e
isótropo. En los seres
humanos, el gen que codifica la
fabricación de la elastina es el
gen
HIPERVINCULO

14. Está formada por una cadena de
aminoácidos con dos regiones:
una hidrofóbica constituida por
los aminoácidos apolares valina,
prolina y glicina, y otra hidrofílica
con los aminoácidos lisina y
alanina, formando estructuras de
tipo hélice alfa. La región
hidrofóbica es la que confiere la
elasticidad característica a la
elastina.
Estructura
HIPERVINCULO

15. La resistencia es la tendencia de un material a resistir
el flujo de corriente y es especifica para cada tejido,
dependiendo de su composición, temperatura y de otras
propiedades físicas.
Cuanto mayor es la resistencia (R) de un tejido al paso
de la corriente, mayor es el potencial de transformación
de energía eléctrica en energía térmica (P) como se
describe por la ley de Joule
RESISTENCIA DE TEJIDOS HUMANOS
HIPERVINCULO

16. Resistencia muscular
La resistencia muscular es la
capacidad que tiene un
músculo para contraerse
durante periodos largos de
tiempo. El aumento de la
resistencia muscular no sólo
es beneficioso para el
rendimiento deportivo,
también es un componente
importante en cualquier
actividad física.
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17. Resistencia de los huesos
Las características obtenidas de la curva
carga-desplazamiento (fuerza máxima,
desplazamiento máximo, rigidez
extrínseca y trabajo de rotura) nos
proporcionarán información relativa a las
propiedades mecánicas extrínsecas o
estructurales, referidas al hueso como
estructura. Sin embargo, la información
que obtenemos de la curva esfuerzo-
deformación (esfuerzo máximo,
deformación máxima, módulo de Young y
tenacidad) se refiere al tejido óseo como
material, conociéndose como propiedades
biomecánicas intrínsecas o materiales.
HIPERVINCULO

18. Estructura del hueso
 Diáfisis: la parte alargada del hueso
 Epífisis: estremos o terminaciones del hueso
 Metafisis: unión de la diáfisis con las epífisis. En el hueso adulto
esta parte es ósea, siendo cartilaginosa en la fase del desarollo
del mismo.
 Cartílago articular: es una fina capa de cartílago hialino que
recubre la epífisis donde el hueso se articula con otro hueso. El
cartílago reduce la fricción y absorbe choques y vibracciones.
 Periostio: membrana que rodea la superficie del hueso no
cubierta por cartílago. Esta compuesta por dos capas (*):
1. La capa exterior fibrosa formada por un tejido conjuntivo
denso e irregular que contiene los vasos sanguíneos, vasos
linfáticos y nervios que pasan al hueso.
2. La capa osteogénica contiene células óseas de varios tipos,
fibras elásticas y vasos sanguíneos
HIPERVINCULO

19. hay cuatro tipos de células:
 Celulas osteoprogenitoras: son células no
especializadas derivadas del mesénquima,
el tejido del que derivan todos los tejidos
conjuntivosOsteoblastos: son células que
forman el tejido óseo pero que han
perdido la capacidad de dividirse por
mitosis. Segregan colágeno y otros
materiales utilizados para la construcción
del hueso. Se encuentran en las superficies
óseas y a Osteocitos: Su función es la
mantener las actividades celulares del
tejido óseo como el intercambio de
nutrientes y productos de desecho.
 Osteoclastos: son células derivadas
de monocitos circulantes que se asientan
sobre la superficie del hueso y proceden a
la destrucción de la matriz ósea (resorción
ósea)
HIPERVINCULO

20. ESTRUCTURA MUSCULAR
Tejido conectivo o conjuntivo cuyo principal componente se va a encontrar
formando membranas musculares, la primera membrana que rodea a una
única fibra o célula muscular va a recibir el nombre de endomisio. Varias
fibras a su vez sin recubiertas por otra capa de tejido conectivo y reciben el
nombre de perimisio. La existencia de un perimisio con varias fibras
musculares va a dar el fascículo muscular. El conjunto de todos los
fascículos musculares también se encuentran recubiertos por tejido
conjuntivo recibiendo el nombre se epimisio.
HIPERVINCULO

21. CONTRACCIÓN MUSCULAR
La contracción muscular es el
proceso fisiológico en el que los
músculos desarrollan tensión y se
acortan o estiran por razón de un
previo estímulo de extensión.
Estas contracciones producen la
fuerza motora de casi todos los
músculos superiores.
Las contracciones involuntarias
son controladas por el sistema
nervioso central, mientras que el
cerebro controla las
contracciones voluntarias, y la
médula espinal controla los
reflejos involuntarios.
HIPERVINCULO

22. Tipos de Contracción Muscular
Contracción
Isométrica
El músculo se contrae,
pero su longitud no se
altera, solo varia la
tensión o fuerza. Esa
contracción ocurre
cuando intentamos
levantar un peso, y no
lo conseguimos.
Contracción
Isotónica
El músculo se contrae y
su longitud disminuye
pero mantiene
constante la fuerza que
ejerce durante toda la
contracción, por tanto,
el trabajo físico de tipo
fuerza por distancia,
los músculos poseen
sistemas de control
que permiten el pasaje
de un tipo de
contracción, para el
otro, y poseen una
distribución de calor y
trabajo bien definido.
Contracción
Auxotonica
En esta la contracción
varía en longitud y la
fuerza.
Contracción
de poscarga
Está formada por una
parte isométrica y otra
isotónica. Para llegar a
esto, fijamos por un
extremo al musculo y
el otro extremo lo
atamos a un hilo que
pasa por una polea y
sostiene una pesa.
HIPERVINCULO

23. ARTICULACIONES
Una articulación es la unión entre dos o
más huesos, un hueso y cartílago o un
hueso y los dientes.
CARACTERISTICAS DE LAS
ARTICULACIONES
En el cuerpo humano existe una interacción
intrincada entre estructuras sólidas, materiales
fibrosos livianos y masas que manipulan la
energía para mover, jalar, levantar objetos y
empujar, según lo indique el cerebro. Todas
estas partes se conectan entre sí mediante
articulaciones, tanto grandes como pequeñas.
Estos puntos de conexión proveen flexibilidad
crítica y un rango de movimiento para el
cuerpo. Cuando se dañan o fallan, el cuerpo
puede ver su desempeño muy afectado.
HIPERVINCULO

24. FUNCIONES
Las funciones más importantes de las
articulaciones son:
 Constituir puntos de unión entre los
componentes del esqueleto (huesos,
cartílagos y dientes)
 Facilitar movimientos mecánicos (en el
caso de las articulaciones móviles)
 Proporcionándole elasticidad y
plasticidad al cuerpo, permitir el
crecimiento del encéfalo, además de ser
lugares de crecimiento (en el caso de
los discos epifisiarios).
HIPERVINCULO

25. * Cartílago articular: Almohadilla protectora de
cartílago que evita que los huesos entren en contacto
entre ellos y se desgasten durante los movimientos.
* La cápsula articular: Se trata de un manguito de
tejido conectivo fibroso que va de un hueso a otro,
manteniendo las superficies articulares en contacto.
* Membrana sinovial: Es una membrana que recubre
la cara interna de la cápsula y que se encarga de
segregar y contener el fluido sinovial.
* El fluido sinovial: Líquido que llena la articulación.
Tiene dos funciones, nutrir al cartílago y permite el
deslizamiento suave gracias a que lubrifica las
superficies de contacto.
* Ligamento: Banda fibrosa que une dos huesos
vecinos.
* Menisco: Bandas de fibrocartílago que permiten
que superficies óseas sean congruentes.
Estructura de las articulaciones
HIPERVINCULO

26. Biomecánica de la Marcha
La marcha es un proceso de locomoción en el que
el nuestro cuerpo estando de pie, se desplaza de
un lugar a otro.
HIPERVINCULO

27. Biomecánica de la fase de apoyo de
la marcha
Columna vertebral
y pelvis
Rotación de la
pelvis hacia el
mismo lado del
apoyo y la
columna hacia el
lado contrario,
Inclinación lateral
de la pierna de
apoyo.
Cadera
Los movimientos
que se producen
son la reducción
de la rotación
externa, después
de una inclinación
interna, impide la
aducción del
muslo y descenso
de la pelvis hacia
el lado contrario.
Rodilla
Los movimientos
que se producen
son ligera flexión
durante el
contacto, que
continúa hacia la
fase media,
seguida por la
extensión hasta
que el talón
despega cuando se
flexiona la rodilla
para comenzar con
el impulso.
Tobillo y pie
Los movimientos
producidos en este
fase son la ligera
flexión plantar
seguida de una
ligera flexión
dorsal.
La fase de apoyo
comienza cuando el
talón contacta con el
suelo y termina con el
despegue de los
dedos.
HIPERVINCULO

28. Biomecánica de la fase de
Oscilación de la Marcha
Columna y pelvis
Los movimientos que se
producen son la
rotación de la pelvis en
sentido contrario a la
pierna que se apoya y a
la columna, con ligera
rotación lateral de la
pelvis hacia la pierna
que no se ha apoyado.
Cadera
Los movimientos son de
flexión, rotación
externa (por la rotación
de la pelvis), abducción
al comienzo y al final
de la fase.
Rodilla
Los movimientos son la
flexión en la primera
mitad y extensión en la
segunda parte.
Tobillo y pie
Hay dorsiflexión (evita
la flexión plantar) y
trabajan el tibial
anterior, extensor largo
de los dedos y del
pulgar que se contraen
al comienzo de la fase
de oscilación y que
disminuye durante la
parte media de esta
fase.
Esta fase, como ya
sabemos, comienza
con el despegue de
los dedos y termina
con el choque del
talón.
HIPERVINCULO

29. Líquidos,
Mecánica de los
Fluidos y Ley de
Stokes

30. Líquidos
Un “líquido” es un estado de la materia con
una densidad y volumen definidos, pero
sin una forma particular puede cambiar
fácilmente si es sometido a una fuerza.
Caracteristicas
Tensión
Superficial
Capilaridad Viscosidad
Vaporización Solventes Presión de
vapor
HIPERVINCULO

31. Mecánica de Fluidos
Acción de los fluidos en
reposo o en movimiento
Fundamental:
 Aeronáutica
 Meteorología
 Construcciones navales
 La oceanografía.
Es la parte de la
Física que se ocupa
de la acción de los
fluidos en reposo o
en movimiento, así
como de las
aplicaciones y
mecanismos de
ingeniería que
utilizan fluidos.
HIPERVINCULO

32. Ley de Stokes
Formula:
 Vs: Es la velocidad de caída
de las partículas (velocidad
límite)
 g: Es la aceleración de la
gravedad,
 ρp: Es la densidad de las
partículas y
 ρf: Es la densidad del fluido.
 η: Es la viscosidad del fluido.
 r: Es el radio equivalente de
la partícula.
La Ley de Stokes se refiere a
la fuerza de friccion
experimentada por objetos
esfericos moviendose en el
seno de un fluido viscoso en
un regimen laminar de bajos
numeros de Reynolds.
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33. Estática de fluidos o hidrostática
Cualquier fluido en reposo
es que la fuerza ejercida
sobre cualquier partícula
del fluido es la misma en
todas direcciones.
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34. Principio de Pascal
La presión aplicada a un fluido contenido
en un recipiente se transmite íntegramente
a toda porción de dicho fluido y a las
paredes del recipiente que lo contiene,
siempre que se puedan despreciar las
diferencias de presión debidas al peso del
fluido. Este principio tiene aplicaciones
muy importantes en hidráulica.
HIPERVINCULO

35. Principio de
Arquímedes
El segundo principio importante de la
estática de fluidos fue descubierto
Arquímedes. Cuando un cuerpo está total
o parcialmente sumergido en un fluido en
reposo, el fluido ejerce una presión sobre
todas las partes de la superficie del cuerpo
que están en contacto con el fluido. La
presión es mayor sobre las partes
sumergidas a mayor profundidad. La
resultante de todas las fuerzas es una
dirigida hacia arriba y llamada el empuje
sobre el cuerpo sumergido.
Un cuerpo total o parcialmente sumergido
en un fluido es empujado hacia arriba con
una fuerza que es igual al peso del fluido
desplazado por dicho cuerpo.
HIPERVINCULO