modulo de biofisica

Módulo 1: Conceptos introductorios y
Mecánica

Física e Introducción a la Biofísica

Licenciatura en Kinesiología y Fisiatría

Año 2013
1º cuatrimestre

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1. Introducción y conceptos útiles
1.1 Acerca de la física
La física es el estudio de las propiedades medibles de las cosas. Su motivación es encontrar la
naturaleza fundamental de cosas básicas como el movimiento, las fuerzas,la energía, la materia, el
calor, el sonido, la luz y la estructura de átomos y galaxias. Para esto se basa en investigar sistemas
simples o complejos por medio de la experimentación y el análisis matemático. Es el lenguaje de la
matemática el que nos permite que enunciemos leyes de forma concreta, más fáciles de comprobar o
de rechazar a través del experimento.
Veamos un ejemplo. Un físicomuy importante, Galileo Galilei (1564 – 1642), estudió el movimiento
de los objetos que se deslizan por planos inclinados. Buscó la relación entre sus medidas y de expresar
éstas en lenguaje matemático. La conclusión de su investigación fue la siguiente: La distancia
recorrida a lo largo de una pendiente es proporcional al cuadrado del tiempo empleado. En términos
matemáticos, esto puedeescribirse como:
Distancia = Constante × (Tiempo)2
O sea, D  Ct 2
Vemos entonces que el comportamiento de los objetos se expresa en este caso por una ley y su
lenguaje es la matemática.
¿Por qué es importante entender algo de física? En este curso vamos a estudiar resultados,
propiedades, leyes, que son importantes para cualquiera que se interese por la naturaleza de las cosas,
puesto que estosresultados son de aplicación universal en todo el mundo material, incluidos los seres
vivos. La física, como veremos a lo largo del curso, es esencial para comprender como funcionan
muchos procesos biológicos, tales como el movimiento del cuerpo o el flujo de la sangre. Como un
ejemplo, el estudio de las fuerzas musculares para producir movimiento y equilibrio es de importancia
para atletas yterapeutas físicos, que necesitan saber qué fuerzas se necesitan para producir
movimientos específicos en el cuerpo. La física se ocupa del movimiento, fuerzas, energías, la
materia, el calor, el sonido, las radiaciones, etc.; conceptos que aparecen a diario en el ejercicio de
una profesión como puede ser la kinesiología y que por lo tanto resulta importante tener un
conocimiento de ellospara el buen desenvolvimiento de nuestro trabajo.
Más específicamente, la biofísica es un puente entre la física y la biología. Abarca el campo del
conocimiento que utiliza los principios de la física para comprender cómo funcionan los mecanismos
de los sistemas biológicos.
1.2 Medida y dimensiones
La física trata de las cosas que pueden ser medidas, por ejemplo la longitud, el tiempo, latemperatura,
etc. Las medidas se hacen siempre con respecto a un patrón, denominado unidad.
Para la longitud una unidad puede ser el metro (m). Esta unidad se puede convertir a otras, si se
conoce la longitud del metro en función de otras unidades. ¿Cómo se mide la longitud? De manera
directa, por medio de una varilla o regla graduada. En otros casos de interés no es posible la medida
directa (nopodemos poner una varilla entre los dos puntos que queremos medir) y debemos utilizar
métodos indirectos. Por ejemplo, se presentan situaciones en las que es preciso tener conocimientos
de trigonometría para poder relacionar magnitudes que se miden directamente de aquéllas que se
hallan de forma indirecta.
Otra cantidad que puede ser medida es el tiempo. Para medir el tiempo es necesario undispositivo que
repita de manera continua cierto suceso, tal que el intervalo entre dos sucesos pueda tomarse como la

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unidad del tiempo. Un ejemplo de estos dispositivos son los relojes. La unidad normal de tiempo es el
segundo (s).
La longitud y el tiempo son dos de las cantidades fundamentales en la física. Solamente vamos a
introducir otras tres cantidades fundamentales a lo largo...