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Física dos Processos Biológicos

Código: FIS1006     Sigla: FIS1006     Nível: 100

Áreas Científicas
Classificação Área Científica
OFICIAL Física

Ocorrência: 2023/2024 - 1S Ícone do Moodle

Ativa? Sim
Unidade Responsável: Departamento de Física e Astronomia
Curso/CE Responsável: Licenciatura em Biologia

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla Nº de Estudantes Plano de Estudos Anos Curriculares Créditos UCN Créditos ECTS Horas de Contacto Horas Totais
L:B 177 Plano de Estudos Oficial 1 - 6 48 162
3
L:CC 1 Plano estudos a partir do ano letivo 2021/22 2 - 6 48 162
3
L:G 0 Plano estudos a partir do ano letivo 2017/18 2 - 6 48 162
3
L:M 1 Plano de Estudos Oficial 2 - 6 48 162
3
L:Q 1 Plano estudos a partir do ano letivo 2016/17 3 - 6 48 162

Língua de trabalho

Português - Suitable for English-speaking students
Obs.: Disponibiliza-se bibliografia em inglês; o exame será realizado em língua portuguesa.

Objetivos


A unidade curricular (UC) foi desenvolvida para apresentar os princípios físicos básicos dos processos biológicos, através de conceitos e equações físicas. Está dividida nas seguintes secções: aspetos mecânicos de biossistemas, sólidos e fluidos, termodinâmica aplicada à vida, eletricidade na vida, e magnetismo nos biossistemas, tendo todas as secções da UC exemplos ilustrativos e aplicações biológicas.


Resultados de aprendizagem e competências


Após a conclusão do curso o estudante deverá ser capaz de:




- descrever a gama de distância, tamanhos e fatores de escala em Biologia;




- descrever e compreender os princípios físicos básicos de Mecânica, Sólidos e Fluidos, Termodinâmica, Eletricidade, eMagnetismo; descrever e compreender algumas das aplicações biológicas destes princípios físicos;




- usar matemática para a resolução de problemas físicos quantitativos;




- aplicar os princípios físicos (conceitos e quantitativos) para analisar novos contextos ou aplicações biológicos;




- desenvolver o pensamento crítico e envolver-se em atividades que promovam a interação e a aprendizagem ativa em contexto de sala de aula.


Modo de trabalho

B-learning

Programa

Aspetos mecânicos dos biossistemas

Distâncias, tamanhos e fatores de escala em biossistemas
Forças e leis de Newton
Estática
Energia
Ondas
Som e audição
Aplicações biomecânicas (exemplos: forças no tendão de Aquiles e na anca, uso de bengala, …)

Sólidos e fluidos

Elasticidade: tensão e deformação
Pressão
Impulsão
Tensão superficial e capilar
Dinâmica de fluidos não viscosos e viscosos
Processos de transporte molecular
Aplicações biológicas (exemplos: viscosidade do sangue, osmose, difusão e pulmão, lentes de contacto e difusão, …)

Termodinâmica aplicada à vida

Gases ideais
Mudança de fase e temperatura
Transferência de calor
Termodinâmica e o corpo
Aplicações biológicas (exemplos: respiração, mergulho, metabolismo, hipotermia e hipertermia, termorregulação, …)

Eletricidade na vida

Força elétrica e campo elétrico
Potencial elétrico e energia
Capacidade elétrica
Correntes e circuitos
Aplicações biológicas (exemplos: choque elétrico, membranas celulares, eletricidade nas células, potencial de ação e neurónios, …)

Magnetismo em biossistemas

Campo magnético e força magnética
Geomagnetismo
Momento magnético, torque e energia potencial magnética
Ondas eletromagnéticas e espectro eletromagnético
Aplicações biológicas (efeito do campo geomagnético em sistemas biológicos, campos biomagnéticos no corpo humano, …)

Bibliografia Obrigatória

Franklin, Muir, Scott, Yates; Introduction to Biological Physics for the Health and Life Sciences, Wiley, 2023. ISBN: 978-1-118-93449-4
Irving P. Herman; Physics of the human body. ISBN: 978-3-540-29603-4
Philip Nelson; Biological physics. ISBN: 0-7167-4372-8
Russell K. Hobbie; Intermediate physics for medicine and biology. ISBN: 978-0-387-30942-2
George B. Benedek; Physics with illustrative examples from medicine and biology. ISBN: 0-387-98769-X Vol. 1
T. M. Seixas; Notas do curso Física dos Processos Biológicos, 2023

Bibliografia Complementar

José Duran; Biofísica: conceitos e aplicações, 2ª ed., Pearson,, 2011. ISBN: 978-85-7605-928-8
Marcelo Alonso; Fisica. ISBN: 84-03-20990-8 Conjunto 3 vols.
Paul A. Tipler; Physics for scientists and engineers. ISBN: 9780716743897
Paul A. Tipler; Física. ISBN: 85-7030-041-7 Vol. 1A
Hugh D. Young; Fisica 1. ISBN: 978-85-88639-30-0
Francis A. Duck; Ultrasound in medicine. ISBN: 0-7503-0593-2

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Aulas teóricas para lecionação dos conteúdos programáticos e aulas teórico-práticas para resolução e discussão de problemas, em ambiente de aprendizagem ativa.

As aulas teórico-práticas serão realizadas em aprendizagem cooperativa com recurso a quadros brancos, com os alunos distribuídos em grupos de trabalho.

Os conteúdos didáticos, incluindo soluções de problemas propostos, testes formativos e outros, serão disponibilizados na plataforma de e-learning Moodle.

Tipo de avaliação

Avaliação por exame final

Componentes de Avaliação

Designação Peso (%)
Exame 100,00
Total: 100,00

Componentes de Ocupação

Designação Tempo (Horas)
Estudo autónomo 114,00
Frequência das aulas 48,00
Total: 162,00

Obtenção de frequência

Aplicam-se as regras estabelecidas pelo Conselho Pedagógico da FCUP na frequência às aulas teórico-práticas. A frequência às aulas teóricas é opcional.

Fórmula de cálculo da classificação final

Nota final=Nota de exame

Melhoria de classificação

Época de recurso.

Observações

As aulas teóricas e teórico-práticas serão presenciais.

As aulas de dúvidas serão realizadas em formato híbrido, combinando sessões presenciais e online.

Testes formativos serão disponibilizadas na plataforma de e-learning Moodle.

O exame final será realizado online na plataforma de e-learning Moodle-UP, em salas de computadores da FCUP.


Membros do júri:

Teresa Monteiro Seixas

Caroline Santos Silva

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