FÍSICA E INTRODUCCIÓN A LA BIOFÍSICA

Transcripción

1 FÍSICA E INTRODUCCIÓN A LA BIOFÍSICA Programa de la asignatura FUNDAMENTACIÓN La asignatura que presentamos es obligatoria para un conjunto amplio de carreras relacionadas con las ciencias biológicas, tales como Agronomía, Veterinaria, Medicina, Lic. en Ciencias Ambientales, Farmacia, Kinesiología, Bioquímica, entre otras. Como futuros graduados de estas carreras, los estudiantes han de enfrentarse durante su formación y, posteriormente, en su actividad profesional, a una variedad de problemas relacionados con fenómenos de la vida de diferentes organismos, incluidos los seres humanos, cuya comprensión y resolución se fundamenta en principios y leyes físicas. La Física como disciplina científica ha desarrollado a lo largo de su historia poderosos instrumentos conceptuales para explicar nuestro mundo. Su aplicación para el análisis, explicación y predicción de fenómenos particularmente relacionados con la vida, desde lo complejo de los organismos más desarrollados, hasta lo más oculto del átomo, ha dado lugar a un campo específico: la Biofísica. Podemos decir entonces, que los principios y leyes de la Física se constituyen así en herramientas fundamentales para interpretar la vida. Actividades tales como la aplicación de una solución por vía endovenosa o la obtención de una imagen radiológica suponen la comprensión de principios y leyes físicas que serán contenidos de las diferentes unidades del programa. Por ello será prioritario en el enfoque que adopta esta asignatura el reconocimiento y aplicación de leyes y principios físicos a los organismos vivos y su relación con el ambiente, en tanto resulta el enfoque adecuado para las necesidades que la formación de estos profesionales requiere. OBJETIVOS GENERALES A través de la enseñanza de esta asignatura se espera que los estudiantes: Comprendan las leyes generales de la Física que permitan interpretar los fenómenos fisiológicos.

2 Analicen los fenómenos biofísicos básicos de aplicación en las carreras relacionadas con el campo biológico. Desarrollen cambios en los modelos de pensamiento para interpretar, analizar y aplicar los conocimientos adquiridos en situaciones problemas relacionadas con la carrera elegida OBJETIVOS ESPECÍFICOS A partir del trabajo propuesto por las diferentes unidades se espera que los estudiantes: Resuelvan situaciones problemáticas relacionadas con los fenómenos físicos estudiados. Estimen órdenes de magnitud de cantidades mensurables para interpretar fenómenos diversos. - Interpreten la información relacionada con los diversos fenómenos estudiados, a través de gráficos. CONTENIDOS UNIDAD 1: INTRODUCCIÓN A LA BIOMECÁNICA Concepto de masa, tiempo y espacio. Sistema de Unidades: Sistema Internacional de Unidades (SIU) y Cegesimal. Cinemática: concepto de velocidad. Movimiento rectilíneo uniforme. Concepto de aceleración. Movimiento uniformemente variado. Aceleración de la gravedad. Tiro vertical y caída libre. El principio de inercia. Fuerza: concepto general, unidades. Principio de acción y reacción. Trabajo y Energía. Potencia. Oscilaciones. Frecuencia y período. Los vertebrados como estructuras mecánicas sobre la superficie de la Tierra. Bibliografía Obligatoria Rivolta, Miguel y Benavides, Lucas (2016), Apunte de cátedra: Unidad 1. Introducción a la biomecánica, Buenos Aires, UBA XXI. Disponible en el campus virtual Toledo, Pablo (2017), Apunte de cátedra: Unidad introductoria. Revisión de conceptos físicos y procedimientos matemáticos, Buenos Aires, UBA XXI. (Las nociones presentadas en este Apunte serán útiles para el desarrollo completo de la materia. Sugerimos tenerlo disponible como material para consultar y revisar nociones que aparezcan como supuestas y conocidas en las explicaciones de los temas o en la presentación y resolución de problemas.) UNIDAD 2: BASES FÍSICAS DE LA CIRCULACIÓN Y RESPIRACIÓN Leyes generales la hidrostática. Presión: Concepto y unidades. Columna líquida. Presión hidrostática: concepto y aplicaciones. Principio de Pascal: Concepto y aplicaciones. Gases: ecuación de los gases ideales. Presión parcial de un gas. Ley de Dalton. Presión de vapor. Ley de Henry. Evaporación y grado de humedad. Dinámica de fluidos. Teorema de Bernoulli. Circulación de líquidos en sistema tubulares.

3 Ecuación de continuidad. Líquidos reales. Concepto de viscosidad. Ley de Poiseuille. El aparato circulatorio como sistema tubular cerrado. Rivolta, Miguel y Benavides, Lucas (2016), Apunte de cátedra: Unidad 2. Bases físicas de la circulación y respiración, Buenos Aires, UBA XXI. UNIDAD 3. TERMODINÁMICA DE LOS SERES VIVOS Calor y Temperatura. Definición y diferencias. Escalas térmicas. Concepto de equilibrio térmico. Ecuación general de la calorimetría. Calor sensible y latente. Transmisión de calor. Calor y trabajo. Energía interna. Primer principio de la termodinámica. Sistemas termodinámicos. Estados de equilibrio y estados estacionarios. Tipos de energía. Equivalente mecánico del calor. Entropía y segundo principio de la termodinámica. Los vertebrados como sistemas termodinámicos. Rivolta, Miguel y Benavides, Lucas (2016), Apunte de cátedra: Unidad 3. Termodinámica de los seres vivos, Buenos Aires, UBA XXI. Disponible en el campus virtual UNIDAD 4. BASES FISICOQUÍMICAS DE LA VIDA Soluciones. Concentración. Molaridad, molalidad. Factor i de van t Hoff. Osmolaridad. Compartimentos físicos y químicos. Permeabilidad. Ley de Fick. Osmosis y presión osmótica. Osmómetros. Transporte en la membrana biológica. Rivolta, Miguel y Benavides, Lucas (2016), Apunte de cátedra: Unidad 4.Bases Fisicoquímicas de la vida, Buenos Aires, UBA XXI. Disponible en el campus virtual UNIDAD 5. BASES FÍSICAS DE LOS FENÓMENOS BIOELÉCTRICOS Carga eléctrica. Ley de Coulomb. Diferencia de potencial. Condensador plano. La membrana biológica como condensador plano. Corriente eléctrica. Medios conductores. Resistencia y conductancia. Ley de Ohm. Capacidad eléctrica. Circuitos eléctricos. Los fenómenos bioeléctricos. Potencial de acción. Rivolta, Miguel y Benavides, Lucas (2016), Apunte de cátedra: Unidad 5. Bases físicas de los fenómenos bioeléctricos, Buenos Aires, UBA XXI. UNIDAD 6. INTRODUCCIÓN AL MANEJO DE SEÑALES EN LOS SERES VIVOS

4 Fenómenos ondulatorios. Tipos de ondas. La luz. Óptica geométrica y ondulatoria. Sonido. Bases físicas de la visión y la audición. Rivolta, Miguel y Benavides, Lucas (2016), Apunte de cátedra: Unidad 6., Introducción al manejo de señales en los seres vivos, Buenos Aires, UBA XXI. BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTARIA Aristegui, R. y otros. (1999) Fí Interamericanasica 1. Editorial Santillana, Buenos Aires. Blackwood O. (1969) Kelly W. y Bell R., Física General, Ed. CECSA, México. Hewit, P. (2004) Física Conceptual. Pearson ed. 9 a ed., México. Parisi,, M. (2003) Temas de Biofisica. Mc Graw Hill Interamericana,4 a ed., México Potter, M.: 2006 Termodinámica. Thomson International, 2 a ed., México Rela A. y Sztrajman J. (1998) Física I y Física II, Aique ed., Buenos Aires. Sears, F. y Zemansky, M. (1999) Física Universitaria. Addison-Wesley, 9 th ed., Vol I. México. Smith, J.(2007) Introducción a la termodinámica. Mc Graw Hill Interamericana, 7 a ed., Mexico. Tipler, P.(2003) Física para la ciencia y la tecnología, Reverté, 5 a ed., Vol 2C, Barcelona. ESTRATEGIA METODOLÓGICA La tarea de enseñar y aprender Física se encuentra hoy con el desafío de la nueva alfabetización científica, que implica generar situaciones de enseñanza en las que el entorno virtual es un espacio de diálogo e intercambio entre diversas formas de ver, de hablar y de pensar el mundo. En la propuesta de UBA XXI este entorno se constituye en el ambiente especialmente diseñado para el aprendizaje y la enseñanza favoreciendo el intercambio entre estudiantes, docentes y conocimiento. En el campus virtual de UBA XXI se ofrecen la totalidad de las propuestas de actividades y recursos para el estudio de la asignatura, así como espacios de intercambio y consulta con los docentes a través de los foros. Periódicamente, disponibles a través de la pestaña Hoja de ruta encontrarán las sesiones de trabajo que se constituyen en el principal recurso para organizar el tiempo de estudio y realizar actividades a partir de la lectura de la bibliografía para el trabajo con los contenidos de cada Unidad. Los foros para cada Unidad y las tutorías en línea disponibles desde son los espacios fundamentales para el intercambio entre docentes y estudiantes.

5 EVALUACIÓN La evaluación de la materia se realiza a través de dos exámenes parciales, obligatorios y presenciales. Los parciales no son eliminatorios: las calificaciones obtenidas en el primero y en el segundo examen parcial se promedian. Los exámenes parciales aplazados (menos de 4 puntos) no se recuperan, su nota se promedia con la del otro examen. 1. Promoción directa (sin examen final): la materia se promociona si el promedio de la calificación de los dos exámenes parciales es de 6,50 (seis cincuenta) o más puntos. Para promocionar la materia, no se puede obtener aplazo en ninguno de los dos parciales. 2. Promoción indirecta (con examen final): si el promedio de los dos exámenes parciales está comprendido entre 4 (cuatro) y 6 (seis) puntos, se rinde un examen final que debe aprobarse con una nota mínima de 4 puntos. Para rendir este examen, se dispone de tres llamados consecutivos En caso de ausencia a un parcial por razones de fuerza mayor, debidamente justificadas, se puede solicitar rendir examen recuperatorio. Solo se puede recuperar un examen parcial. Acerca de los exámenes y su devolución En la pestaña Evaluación del campus virtual se ofrecen las orientaciones necesarias para la evaluación y el circuito propuesto para la Devolución virtual, que le permite a los estudiantes disponer de los criterios de evaluación y analizar la producción de su examen y la calificación obtenida. Este análisis de las propias respuestas a través de las claves de corrección que se publican en el campus luego de la toma de exámenes, constituye un momento pedagógico y constructivo más, y no un mero control y verificación de la corrección.