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Física Aplicada
Farm 2005 . 2006 - 1º semestre
programa e bibliografia 1 - Introdução
Considerações sobre a metodologia da Física no âmbito geral das Ciências. Inserção da disciplina de Física no plano curricular da Licenciatura em Ciências Farmacêuticas. Sistemas de medidas. Unidades, Sistema Internacional. Análise dimensional. Notação científica (potências de 10). Medidas e erro associado. Determinação do erro. Operações elementares com erros. Números significativos. Erros acidentais e sistemáticos. Precisão versus exactidão. Gráficos lineares e logarítmicos. Ordens de grandeza. 2 - Vectores Adição gráfica. Componentes de vectores em sistemas de eixos, projecções, vectores unitários. Produto escalar, produto vectorial. 3 - Forças Forças fundamentais da natureza Forças derivadas: atrito, elástica, tensão superficial, etc. Força gravítica. Centro de massa. Momento de uma força. Estática. Equilíbrio de corpos rígidos. Exemplos de biomecânica. Conceitos de dinâmica: Leis de Newton, trabalho e energia (cinética e potencial). Conservação de energia mecânica. Força eléctrica. Lei de Coulomb. Momento dipolar, Polarizabilidade. 4 - Gases, Equação de estado. Os gases ideais. O termómetro de gás e a escala absoluta de temperatura. Gases reais. Equação de Van der Waals. Modelo cinético dos gases ideais. 5 - Mecânica de Meios Contínuos - elasticidade, Deformação e esforço de deformação. Lei de Hooke. Módulos de elasticidade: Módulo de Young, Módulo de compressibilidade, Módulo de corte ou deslizamento (Coulomb), coeficiente de Poisson. Curva de esforço-deformação. Comportamento elástico e plástico. Esforço de ruptura. Alguns exemplos de biomecânica. 6 - Hidroestática e Hidrodinâmica Lei de Pascal. Variação da pressão com a profundidade. Medidores de pressão. Impulsão. Lei de Arquimedes. Escoamento de fluidos não viscosos. Equação de continuidade. Lei de Bernoulli. Aplicações da lei de Bernoulli. Hidrodinâmica da circulação sanguínea. Viscosidade. Fluidos newtonianos e não newtonianos. Escoamento de fluidos viscosos. Lei de Poiseuille. Fluxo turbulento, número de Reynolds. Efeito da temperatura sobre a viscosidade. Comportamento reológico de fluidos. Classificação reológica de fluidos. Reogramas de fluidos newtonianos e não newtonianos. Determinação experimental da viscosidade. Viscosímetros de Ostwald e de Hoppler. Viscosímetros rotacionais (viscosímetros de cone e prato, Brookfield, cilíndricos concêntricos e de Couette). Resistência ao deslocamento num fluido. Lei de Stokes. Resistência laminar e turbulenta (Número de Reynolds). Sedimentação. Velocidade de sedimentação. Coeficiente de sedimentação. Centrífuga e ultra-centrífuga. Utilização das centrífugas no campo das ciências químico-biológicas. 7 - Interfaces líquidas, Fenómeno interfacial e Tensão superficial de um líquido. Energia de Gibbs de superfície. Ângulo de contacto. Equação de Young. Agentes modificadores da tensão superficial e do ângulo de contacto. Efeito da temperatura sobre a tensão superficial. Fenómenos de capilaridade. Lei de Jurin. Equação de Laplace para a interface esférica. Métodos de determinação da tensão superficial. Método do capilar. Método da placa de Wilhelmy. Outros métodos. Aplicações biológicas da tensão superficial. 8 - Ondas, Movimentos periódicos. Oscilações harmónicas. Oscilações amortecidas. Oscilações forçadas. Ressonância. Movimento ondulatório. Ondas mecânicas. Princípio da sobreposição de ondas. Interferências. Princípio de Huygens. Ondas sonoras e suas características. Ondas ultra-sónicas, formação, propriedades e aplicações. Efeitos Doppler. Elementos biofísicos do aparelho auditivo. Ondas electromagnéticas. Interacção das ondas electromagnéticas com a matéria. Refracção. Refractómetros. Polarização. Ângulo de polarização. Prisma de Nicol. Dicroísmo. Polarímetros. Actividade óptica. 9 - Radioactividade, Tipos de radioactividade. Efeitos da radioactividadde nos tecidos vivos. Aplicações. Protecção radiológica Bibliografia recomendada Young, Friedman, “University Physics”, 11th Ed., Longman-Addison Wesley, 2004
Tipler, Mosca, “Física”, 5th Ed., W.H.Freeman & Co., New York, 2004 Kane, Sternheim, “Physics”, 3rd. Ed., John Wiley & Sons, New York, 1988 Durán, “Biofísica”, Prentice Hall, São Paulo, 2003 Costa, Almeida, “Fundamentos de Física”, 2ª Ed., Livraria Almedina, Coimbra, 2004 Pedroso de Lima, “Biofísica Médica”,1ª Ed., Imprensa da Universidade,Coimbra, 2003 Apontamentos do professor na secção de textos da Faculdade de Farmácia
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