Física Aplicada à Biologia (2021/I - Ensino Remoto)
(Turma: Ciências Biológicas)
(Turma: Ciências Biológicas)
[1] MOURÃO & ABRAMOV, Biofísica Essencial (link).
[2] HEWITT, Física Conceitual, 12ª ed. (link).
[3] FERREIRA, Descomplicando a Biofísica: Uma Introdução aos Conceitos da Área (link).
[4] DURÁN, Biofísica: Conceitos e Aplicações, 2ª ed. (link).
[5] KESTEN & TAUCK, Física na Universidade para as Ciências Físicas e da Vida, Vol. 1 (link).
Acesso gratuito pela Ufop: MinhaUfop -> Biblioteca Digital -> E-BOOKS MINHA BIBLIOTECA ou E-BOOKS BVIRTUAL PEARSON.
O conteúdo sugerido a ser estudado nas aulas assíncronas está indicado no cronograma abaixo. Estarei disponível para atendimento aos alunos tanto pelo meu email institucional quanto por encontro pelo Google Meet (basta combinar um horário comigo). O conteúdo assíncrono se divide em:
Leituras, onde eu indico referências sobre os temas da semana.
Vídeos, onde eu indico aulas, vídeos de divulgação, etc., para complementar as leituras.
Objetivos conceituais, onde eu discrimino os principais conceitos a serem aprendidos.
Objetivos práticos, onde eu sugiro exercícios/problemas de fixação do conteúdo.
Todas as aulas síncronas serão realizadas pelo Google Meet (link disponível no Moodle) e estão indicadas no cronograma abaixo. É fundamental para o aprendizado e sucesso no curso o estudo prévio do conteúdo disponibilizado de modo assíncrono. As aulas síncronas terão como objetivo:
Discussão dos principais pontos do conteúdo assíncrono da semana.
Resolução de alguns dos exercícios/problemas sugeridos.
Na sexta-feira após cada aula síncrona será aplicado um teste (exercícios/questões de fixação) sobre o conteúdo visto na semana. Os testes serão assíncronos e estarão disponíveis das 8h às 22h. Todos os testes terão o mesmo peso e a nota final corresponderá à média dos testes. O aluno com média igual ou maior que 6,0 pontos estará aprovado. O aluno que ficar com média inferior, deverá tirar pelo menos 6,0 na prova final (assíncrona, no mesmo formato dos testes) que englobará todo o conteúdo visto no período.
20/09 (assíncrona):
Leitura: Cap. 2 da Referência [1].
Vídeo: (i) Feynman e o método científico e (ii) introdução às noções fundamentais que serão vistas no curso.
Objetivo conceitual: familiarizar-se com conceitos básicos como matéria, massa, átomo, forças, estados da matéria, fluido, pressão, densidade, inércia e energia.
Objetivo prático: questões de autoavaliação no final do Cap. 2 da Ref. [1].
23/09 (síncrona).
24/09: Teste 1 (Moodle)
27/09 (assíncrona):
Leitura: Seções 2.3 a 2.7, das Seções 4.1 a 4.6 e das Seções 5.1 a 5.3 da Ref. [2].
Vídeo: (i) 1ª lei, (ii) 2ª lei, (iii) 3ª lei, (iv) as três leis em uma outra abordagem e (v) demonstrações das leis (no espaço!) .
Objetivo conceitual: familiarizar-se com conceitos associados às três leis de Newton e suas implicações para os seres vivos, seja em seus movimentos, seja em suas interações.
Objetivo prático: questões 23, 25, 26 e 29 do Cap. 4 da Ref. [5]; questões 8, 10, 18, 23, 67 do Cap. 2, questões 1, 8, 10, 16, 19, 21, 22, 24, 25, 26, 39, 45 do Cap. 4 e questões 11, 12, 13, 29 do Cap. 5 da Ref. [2].
30/09 (síncrona).
01/10: Teste 2 (Moodle)
04/10 (assíncrona):
Leitura: Seções 7.1 até 7.3 da Ref. [2].
Vídeos: (i) fontes de energia, (ii) trabalho, (iii) energia cinética, potencial e elástica, (iv) o que não é energia e (v) potência.
Objetivo conceitual: entender o significado físico de trabalho e as diferentes formas de energia no contexto do movimento dos seres vivos e, em parte, suas interações.
Objetivo prático: questões 4, 10, 29, 31, 33, 34, 37, 53, 58, 97 e 103 do Cap. 7 da Ref. [2]; e questões 22 e 27 do Cap. 6 da Ref. [5].
07/10 (síncrona):
08/10: Teste 3 (Moodle)
11/10 (assíncrona):
Leitura: Seções 7.4, 7.5 e 7.8 da Ref. [2] e também este texto (clique aqui).
Vídeos: (i) teorema do trabalho-energia cinética, (ii) conservação da energia mecânica e (iii) o que é energia.
Objetivo conceitual: entender como se dá a conservação (ou não-conservação) da energia no movimento dos seres vivos.
Objetivo prático: questões 15, 16, 17, 38, 39, 66, 69, 80, 81 e 82 do Cap. 7 da Ref. [2]; e questões 93 e 97 do Cap. 6 da Ref. [5].
14/10 (síncrona):
15/10: Teste 4 (Moodle)
18/10 (assíncrona):
Leitura: Seções 4.1 até 4.4 da Ref. [4].
Vídeos: (i) Diferença entre calor, temperatura e energia, (ii) calor e sensação térmica, (iii) calor específico, (iv) energia nos sistemas biológicos, (v) características energéticas das células e (vi) Feynman explicando de "onde" vem as árvores.
Objetivos conceituais: distinguir calor de energia; identificar formas de energia presentes em sistemas biológicos; entender reações com a participação de ATP do ponto de vista energético.
Objetivo prático: entender os cálculos dos exemplos das Seções 4.3 e 4.4 da Ref. [4] e resolver questões 1, 3, 4, 17, 24, 27 e 29 do final do capítulo.
21/10 (síncrona).
22/10: Teste 5 (Moodle)
25/10 (assíncrona):
Leitura: Cap. 3 da Referência [1].
Leitura: Cap. 13 da Ref. [2].
Vídeo: (i) densidade, pressão e princípio de Pascal, (ii) densidade, (iii) pressão, (iv) lei de Stevin e (v) Empuxo e princípio de Arquimedes.
Objetivo conceitual: relacionar noções de densidade, pressão e empuxo com características de diferentes sistemas biológicos.
Objetivo prático: pesquisar sobre empuxo sua relevância para os movimentos de subida e descida dos peixes; pesquisar sobre tensão superficial, coesão, adesão, capilaridade e como esses conceitos são relevantes no entendimento do movimento ascendente da seiva nas árvores.
28/10 (síncrona): feriado.
01/11 (assíncrona):
Leitura: Cap. 4 da Referência [1].
Leitura: Seções. 14.1 a 14.5 da Ref. [2]. (É importantíssimo você ter estudado o conteúdo da semana anterior.)
Vídeos: (i) barômetro de Torricelli, (ii) introdução à dinâmica de fluidos, (iii) princípio de Bernoulli (extra), (iv) física do coração e da circulação e (v) sistema circulatório.
Objetivos conceituais: compreender como se dá a diferença de pressão entre pontos a diferentes alturas; compreender como a velocidade de um fluido é influenciada pela área da seção transversal que ele atravessa; relacionar valores de pressão, altura e velocidade pela equação de Bernoulli; aplicar essas noções ao entendimento do sistema circulatório humano; aplicar essas noções ao entendimento ao movimento de "planar" das aves.
Objetivo prático: questões de autoavaliação no final do Cap. 4 da Ref. [1]; questões 1, 5, 6, 7, 16, 19, 20, 24, 55, 57 e 83 do Cap. 14 da Ref. [2].
04/11 (síncrona).
05/11: Teste 6 (Moodle). Atenção, este teste também envolverá os conceitos da semana anterior (Fluidos I).
08/11 (assíncrona):
Leitura: Cap. 7 da Ref. [1].
Vídeos: (i) o que é uma onda?, (ii) ondas transversais vs. ondas longitudinais, (iii) características básicas das ondas, (iv) espectro luminoso e (v) exercícios resolvidos.
Objetivos conceituais: diferenciar ondas eletromagnéticas de ondas mecânica; entender a relação das ondas mecânicas com o meio em que se propagam; diferenciar ondas transversais de ondas longitudinais; identificar suas características básicas; familiarizar-se com alguns fenômenos ondulatórios.
Objetivo prático: questões de autoavaliação no final do Cap. 7 da Ref. [1] e questões 38, 42, 51, 52, 60, 61, 65, 71 do Cap. 19 da Ref. [2].
11/11 (síncrona).
12/11: Teste 7 (Moodle)
15/11 (assíncrona):
Leitura: Seções 19.1 até 19.6 da Ref. [2].
Vídeos: (i) Noções sobre ondas mecânicas, (ii) interferência entre ondas na teoria e na prática, (iii) ondas estacionárias na teoria e na prática, (vi) ondas mecânicas em diferentes contextos e (v) efeito Doppler.
Objetivo conceitual: Rever alguns tópicos introduzidos na semana passada com foco nas ondas mecânicas e compreender outros fenômenos neste contexto, como interferência, ondas estacionárias e efeito Doppler.
Objetivo prático: questões 5, 6, 7, 10, 11, 12, 14, 16, 20, 43, 44, 57, 60, 68, 74, 76 e 92 do Cap. 19 da Ref. [2].
18/11 (síncrona).
19/11: Teste 8 (Moodle)
22/11 (assíncrona):
Leitura: Seções 3.4 e 3.5 da Ref. [3].
Leitura: Cap. 20 da Ref. [2], exceto Seções 20.4 e 20.8.
Leitura: Seções. 21.3 e 21.4 do Cap. 21 da Ref. [2].
Vídeos: (i) como o som funciona?, (ii) ondas sonoras, (iii) intensidade sonora e o decibel, (iv) produção da voz e (v) uso do som por morcegos.
Objetivos conceituais: familiarizar-se com a fisiologia do corpo humano associada à fala e audição; entender as características físicas das ondas sonoras; entender a medida da intensidade sonora em decibéis.
Objetivo prático: questões sobre som no final do Cap. 3 da Ref. [3]; e questões 6, 7, 13, 14, 25, 34, 36, 40 e 48 do Cap. 20 da Ref. [2].
25/11 (síncrona).
26/11: Teste 9 (Moodle)
29/11 (assíncrona):
Leitura: Seções 3.1 até 3.3 da Ref. [3]. (Na 3.1, o importante é entender as lentes, não os espelhos.)
Leitura: Seção 26.6 da Ref. [2].
Leitura: Seção 28.3, 28.7 e 28.8 da Ref. [2].
Vídeos: (i) o que é luz, (ii) demonstração com cores, (iii) ótica da visão, (iv) hipermetropia, (v) astigmatismo, (vi) presbiopia, (vii) miopia e (vIII) olho míope.
Objetivos conceituais: familiarizar-se com a anatomia do olho humano e outros seres; entender as diferenças entre lentes côncavas (ou convergentes) e convexas (ou divergentes).
Objetivo prático: questões sobre visão no final do Cap. 3 da Ref. [3]; e questões 28, 29, 30 e 41 do Cap. 26 e questões 8, 9, 17, 25 a 30 do Cap. 28 da Ref. [2].
02/12 (síncrona).
03/12: Teste 10 (Moodle)
06/12 (assíncrona):
Leitura: Seções 26.1 a 26.3 da Ref. [2].
Leitura: Seções 29.1 a 29.4 da Ref. [2].
Vídeos: (i) espectro luminoso, (ii) interferência e difração, (iii) furta-cor (iridescência) e (iv) cor estrutural (iridescência).
Objetivos conceituais: compreender fenômenos como interferência e difração e identificar como este se manifestam em sistemas biológicos (por ex., veja sobre cor estrutural e as cores das borboletas).
Objetivo prático: questões 3, 6, 7, 8, 9, 10, 35, 36, do Cap. 26 da Ref. [2]; questões 1, 2, 3, 7, 11, 30, 31, 42, 43, 44 e 46 do Cap. 29 da Ref. [2].
09/12 (síncrona).
10/12: Teste 11 (Moodle)
13/12 (assíncrona):
Leitura: Cap. 32 da Ref. [2].
Vídeos: (i) modelo atômico de Dalton vs. Thomson, (ii) modelo atômico de Rutherford, (iii) modelo atômico de Bohr e (iv) uma breve história do átomo e o modelo atômico atual.
Objetivos conceituais: diferenciar as propostas de modelos atômicos ao longo da história e familiarizar-se com o modelo atualmente mais fiel à natureza.
Objetivo prático: questões 2, 6, 9, 12, 13, 14, 15, 16, 18, 19, 20, 21, 22, 26, 27, 37, 42, 47 e 48 do Cap. 32 da Ref. [2].
16/12 (síncrona).
17/12: Teste 12 (Moodle)
03/01 (assíncrona):
Leitura: Cap. 9 da Ref. [1].
Leitura: Cap. 5 da Ref. [3].
Leitura: Cap. 33 da Ref. [2].
Vídeos: (i) radiações ɑ, β e ɣ, (ii) medição de radiação ɑ e β, (iii) uso da radiação para diagnósticos e (iv) efeitos biológicos da radiação ionizante.
Objetivos conceituais: familiarizar-se com os tipos de radiação (eletromagnética e corpuscular) e seus efeitos sobre os seres vivos.
Objetivo prático: questões de autoavaliação no final do Cap. 9 da Ref. [1]; e questões 2, 8, 9, 13, 38, 43 do Cap. 33 da Ref. [2].
06/01 (síncrona).
07/12: Teste 13 (Moodle)