exercícios para o módulo de biofísica

Módulo de Biofísica da disciplina de Biofísica e Bioquímica
do curso de Enfermagem da Escola Superior de Saúde de Faro
Exercícios
1. Um atleta de alta competição consegue acelerar uniformemente de 0 m/s até 10.2 m/s
em 1.8 segundos. Assumindo que consegue manter esta velocidade durante uma corrida
de 200 metros, quanto tempo demora até cortar a meta?
(r: 20.5 s)
2. Um atleta consegue acelerar uniformemente do repouso até à velocidade máxima em
1.7 segundos e manter essa velocidade até ao fim de uma corrida de 200 metros. Qual
deve ser a velocidade máxima do atleta se este pretender terminar a corrida em 19.5
segundos.
(r: 10.72 m/s)
3. Um atleta consegue correr à velocidade máxima de 10.5 m/s. Numa corrida de 800
metros, deverá o atleta, após a fase inicial de aceleração, correr sempre à velocidade
máxima? Justifique, sucintamente, a sua resposta.
4. Uma pessoa salta de uma altura H, aterrando sobre os dois pés, mas sem dobrar os
joelhos.
a. Sabendo que a tíbia fractura se sobre ela for exercida uma força de compressão
superior a 50 000 N, determine a altura máxima do salto sem que a tíbia fracture
(considere que após tocar o chão, a desaceleração ocorre numa distância h = 1 cm).
(r: 1.3 m)
b. Qual a velocidade da pessoa imediatamente antes de aterrar?
(r: 5.0 m/s)
c. Quanto tempo demora o processo de desaceleração?
(r: 0.004 s)
5. Considere um homem de massa 80 kg e altura 1.83 m.
a. A que altura do chão está o seu centro de massa?
(r: 1.06 m)
b. Qual a distância entre a articulação do ombro e o centro de massa do conjunto
braço+antebraço+mão.
(r: 0.35 m)
c. Se o homem levantar os braços acima da cabeça (esticados, na posição vertical), a
que distância do chão ficará o seu centro de massa?
(r: 1.15 m)
6. Considere um homem de massa 65 kg e altura 1.73 m.
a. A que distância da base do crânio está o seu centro de massa?
(r: 0.58 m)
b. Se as suas pernas forem amputadas pela articulação da coxa, a que distância da base
do crânio passará a estar o centro de massa do homem?
(r: 0.34 m)

7. Considere o sistema de tracção da figura.
T1
Sabendo que M = 5 kg e  = 36º, determine a
intensidade da força exercida na perna.
 
T2
(r: 93.2 N)

Mg
8. No pulso do braço representado esquematicamente na figura é exercida uma força
vertical (F4), de baixo para cima, com intensidade de 150 N. Qual a intensidade da força
exercida pelo tricípete no
úmero
cúbito
(F1)?
Qual
a
cúbito
intensidade da força que o


úmero exerce sobre o cúbito
pulso
F
F
4
1
(F2)? (F3 representa o peso do
conjunto antebraço+mão e
está aplicada no centro de


F2
massa do conjunto, r2 é articulação
F3
tipicamente 2.5 cm, o braço do cotovelo
r3
esquematizado
na
figura
r2
pertence a um homem de
r4
massa 80 kg e altura 1.83 m).
(r: F1 = 1564 N, F2 = 1691 N)
9. Na figura está representado, esquematicamente, um braço esticado, na posição
horizontal, com um bloco de massa m = 10 kg sobre a mão. F1 é a força que o músculo
deltóide exerce no braço, F2 representa o peso do conjunto braço+antebraço+mão e está
aplicada no centro de massa deste conjunto,

F3 representa o peso do bloco e está
F1
aplicada no centro de massa da mão. A



distância r1, da articulação do ombro até ao


F2  Mg
F3  mg
ponto de aplicação da força F1, é
tipicamente 0.2 r3 e  = 15º. Determine a
r1
intensidade da força F1 (para o cálculo de
r2
M, r2 e r3, considere que o braço
r3
representado na figura pertence a um
homem de massa 80 kg e altura 1.83 m).
(r: 2367 N)
10. Um atleta pretende saltar sobre uma fasquia situada a 2.3 m acima do solo. Qual deve
ser a sua velocidade vertical no instante em que se começa a elevar na direcção da
fasquia? Considere que o centro de massa do atleta se encontra a 1 m acima do solo.
Tenha ainda em conta que o centro de massa se encontra dentro do corpo, pelo que o
atleta deverá saltar 10 cm adicionais de modo a não derrubar a fasquia.
(r: 5.24 m/s)
11. Na aorta a diminuição de pressão é de 80 Pa por metro. Sabendo ainda que o raio da
aorta é de 1 cm e que a densidade e coeficiente de viscosidade do sangue são,
respectivamente, 1050 kg/m3 e 0.004 Pa.s, determine:
a. a velocidade do sangue no centro da aorta;
(r: 0.50 m/s)
b. a velocidade média na aorta;
(r: 0.25 m/s)
c. a diferença de pressão entre o centro e a parede da aorta;
(r: 131 Pa)
12. Se o diâmetro de uma artéria, devido ao depósito no seu interior de placas, diminuir
20%, qual deve ser o aumento de pressão no sangue de modo a que o caudal sanguíneo
se mantenha constante?
(r: 2.44 vezes)