resumen fisica biomedica

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Física Biomédica 
 1er año 
Lic. Kinesiología y Fisioterapia 
 Física Biomédica 2019 Siares Anahi 
Actividad Práctica N° 1 
Unidad 1: El hombre como sistema integrado. Organización Compartimental 
Consignas de trabajo: 
1. Realizar una búsqueda de información y definir la 1era y 2da ley de la Termodinámica.
Ejemplificar con una situación determinada, el cumplimiento de ambas leyes en el organismo de
una persona. 
PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA 
La primera ley de la termodinámica establece que la energía no se crea, ni se destruye, sino que
se conserva. Entonces esta ley expresa que, cuando un sistema es sometido a un ciclo
termodinámico, el calor cedido por el sistema será igual al trabajo recibido por el mismo, y
viceversa. Es decir Q = W, en que Q es el calor suministrado por el sistema al medio ambiente y
W el trabajo realizado por el medio ambiente al sistema durante el ciclo. Podemos concluir que la
variación de energía interna de un sistema, es igual a la suma del intercambio de calor entre el
sistema y los alrededores y el trabajo realizado por (o sobre) el sistema. 
Ejemplo 
 Los focos transforman energía eléctrica en energía luminosa (energía radiante).
 Una bola de billar golpea a otra, lo que transfiere energía cinética y hace que la segunda
bola se mueva. 
 Cuando comemos estamos transformando la energía química de tu última comida en
energía cinética cuando caminas, respiras y mueves tu dedo para desplazarte hacia arriba
y hacia abajo por esta página. 
SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA 
Esta ley, en combinación con la primera ley de la termodinámica, pronostica la dirección que
siguen los procesos naturales y las situaciones de equilibrio. A partir de la segunda ley de la
termodinámica se establece la imposibilidad de convertir totalmente una cantidad de calor
(energía de baja calidad) en trabajo (energía de máxima calidad). Lo anterior puede resumirse así:
“la calidad de la energía se destruye en los procesos con flujo de calor, lo cual esta en
concordancia con el principio del aumento de entropía del universo. La segunda ley de la
termodinámica aporta los fundamentos que permiten predecir cuándo un proceso es o no natural.
En los procesos cíclicos naturales que en su gran mayoría son isotérmicos e irreversibles no se
puede esperar una producción de trabajo, ya que en estos procesos se destruye trabajo 
 ΔS/Δt ≥ 0 
2. ¿Qué hace que el organismo ser humano sea entendido como un sistema termodinámico?
El cuerpo humano puede ser considerado como un sistema termodinámico abierto que debe
mantener su temperatura constante en 37ºc, a pesar de encontrarse en ambientes a una
temperatura bastante inferior. 
Primera ley de la termodinámica
 “La energía no se crea ni se destruye, solamente se transforma”
 ΔU = ΔQ – ΔW 
Segunda ley de la termodinámica
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 “En toda transformación de una forma de energía a otra forma de energía, una cantidad de
energía siempre es dispersada hacia otros estados”
 ΔS/Δt ≥ 0 
Aplicadas al cuerpo humano, el concepto de energía está referido al de calor, ya que tanto la
energía que capta como la que emite el cuerpo se produce en forma de calor. Sin embargo, estos
procesos son de carácter irreversible, por lo que nunca volverá a su estado original sino que
equilibrará mediante intercambios con el ambiente. 
El cuerpo humano está constantemente intercambiando energía y materia con el sus alrededores
(metabolismo) y consumiendo energía para desarrollar los trabajos externos e internos necesarios
(anabolismo), para lo cuál es necesario ingerir moléculas de gran energía (nutrición) que,
mediante la combustión, dan lugar a productos de menor energía (catabolismo
Eproducida = Econsumida + Eintercambiada (calor) 
En cuanto a la segunda ley de la termodinámica, el cuerpo humano es un sistema en el que se
produce un continuo aumento de entropía o desorden que culmina cuando el ser vivo muere. Por
lo tanto, para poder vivir y evolucionar, el ser humano necesita eliminar los excesos de entropía
que se producen con el tiempo, mediante procesos como la circulación de la sangre, la respiración
o la alimentación 
 
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3. Identificar las características de un sistema abierto, un sistema cerrado y un sistema aislado. 
Hay tres tipos de sistemas en la termodinámica: abierto, cerrado y aislado.
 Un sistema abierto puede intercambiar energía y materia con su entorno. 
El ejemplo de la estufa sería un sistema abierto, porque se puede perder calor y vapor de agua en
el aire.
 Un sistema cerrado, solo puede intercambiar energía con sus alrededores, no materia. Si
ponemos una tapa muy bien ajustada sobre la olla del ejemplo anterior, se aproximaría a un
sistema cerrado.
 Un sistema aislado es que no puede intercambiar ni materia ni energía con su entorno. 
Es difícil encontrarse con sistema aislado perfecto, pero una taza térmica con tapa es
conceptualmente similar a un sistema aislado verdadero. Los elementos en el interior pueden
intercambiar energía entre sí, lo que explica por qué las bebidas se enfrían y el hielo se derrite un
poco, pero intercambian muy poca energía (calor) con el ambiente exterior.
4. ¿Qué es necesario para que el organismo ser humano se comporte como un sistema
estacionario?
El sistema sistema abierto “hombre” mantiene una cierta constancia en una gran cantidad delos
parámetros que lo definen (por ejemplo, temperatura corporal,PH sanguíneo, concentración de
iones extracelulares, etc) sin llegar al estado de equilibrio. Se puede decir que el sistema “hombre”
se encuentra en estado estacionario. Un sistema en estado estacionario mantiene
constantes sus propiedades pese a la existencia de intercambio de materia yIo energía con
el medio.
5. Describir en un esquema o mapa conceptual la relación entre los diferentes términos de la
Termodinámica observados en el cuerpo humano: Entropía, Energía libre, proceso endergónico y
proceso exergónico. 
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6. La masa total del cuerpo humano está conformada por agua en un 60 %. A su vez, el cuerpo
humano está organizado en diferentes compartimentos. ¿Cuál es la distribución porcentual del
agua en los diferentes compartimentos del organismo?
 Compartimento intracelular. Representa el 40 % del peso corporal total y por
lo tanto contiene la mayor parte de agua corpotal total.
Compartimento extracelular. Representa el 20% de del peso corporal total, se
divide en 
Compartimento intravascular (IV) formado por todo el lioquido intracelular del
arbol vascular (plasma) contribuye el 5 % de PTC.
Compartimento intersticial (in) Representa el 15% del PCT.
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7. La siguiente figura representa la distribución de los electrolitos más importantes del organismo
y su ubicación en los diferentes compartimentos del cuerpo humano. Completar las barras con las
siglas correspondientes que no tienen identificado el electrolito que representan.
 
 Composición electrolítica de los diferentes compartimentos líquidos del organismo. 
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 Actividad Practica N° 2 
Unidad 2 Biomecánica articular: Mecánica aplicada al sistema Locomotor. 
1. Completar en el siguiente esquema de la estructura del sarcómero conlos nombres de las
diferentes líneas y bandas y la longitud de las mismas en reposo. ¿Cuáles son las proteínas que
constituyen la estructura? ¿Dónde se encuentran ubicadas?
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2. Las propiedades elásticas de los materiales son muy importantes en nuestro mundo; por
ejemplo, la resistencia y la flexibilidad de un avión, las estructuras de acero y hormigón de los
edificios deben ser resistentes y a la vez flexibles para hacer frente a los movimientos sísmicos.
En el caso de materiales y tejidos biológicos ocurre lo mismo: Los músculos del cuerpo nos
permiten andar, correr, utilizar herramientas, etc; pueden cumplir su función debido a su
elasticidad y capacidad para la deformación. En este contexto; dar los conceptos de
Fuerza es cualquier acción, esfuerzo o influencia que puede alterar el estado de
movimiento o de reposo de cualquier cuerpo. Esto quiere decir que una fuerza puede dar
aceleración a un objeto, modificando su velocidad, su dirección o el sentido de su
movimiento 
 Deformación es el cambio en el tamaño o forma de un cuerpo debido a
esfuerzos externos producidos por una o más fuerzas aplicadas sobre el mismo o a la
ocurrencia de dilatación térmica. 
 Elasticidad es la cualidad que presentan los materiales que, al ser sometidos a la
influencia de una fuerza exterior, se deforman, pero recobran su forma original una vez que dichas
fuerzas son eliminadas.
 Plasticidad es un comportamiento mecánico característico de ciertos materiales
anelásticos consistente en la capacidad de deformarse permanente e irreversiblemente
cuando se encuentra sometido a tensiones por encima de su rango elástico, es decir, por
encima de su límite elástico. 
Tracción es el esfuerzo al que se somete un objeto cuando hay dos fuerzas que
resultan opuestas y tienden, a partir de su aplicación, a alargarlo o estirarlo.
Compresión es la resultante de las tensiones o presiones que existen dentro de
un sólido deformable o medio continuo, caracterizada porque tiende a una reducción de
volumen del cuerpo, y a un acortamiento del cuerpo en determinada dirección (coeficiente
de Poisson). 
3. La ley de Hooke permite explicar los cambios de longitud de un elemento cuando éste es
sometido a un esfuerzo o tensión. Este fenómeno es observable principalmente, en el tejido
conectivo que envuelve al tejido muscular propiamente dicho. Identificar las variables de la
ecuación que permite expresar la Ley de Hooke e interpretar la relación entre las variables.
 
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En estado de reposo, la mayoría de los músculos,en el organismo, ejercen cierta tracción en virtud
de tensión y la longitud del musculo tiene la forma de la grafica. 
El punto A representa la longitud del musculo aislado en reposo cuando no se le aplica ninguna
fuerza. Lo representa la longitud de reposo en el organismo, donde el musculo se encuentra
sometido a una pequeña tensión. 
La grafica muestra que el musculo no obedece la ley de Hooke, pues los incrementos de tensión
se hacen mayores a medida que la longitud aumenta. 
4. Considerar las bandas, discos y líneas del sarcómero y determinar cuál/es modifica su longitud
ante un estiramiento muscular, partiendo de una longitud de reposo. ¿Porqué?
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En un sarcómero se distinguen la banda I y la banda A (I proviene de “isótropa” y A de
“anisótropa”. Estos términos se relacionan con el tipo de imagen que ofrecen las bandas al
microscopio de luz polarizada.)
La banda I está formada solamente por filamentos delgados. Éstos están unidos al disco Z.
La banda A presenta superposición de filamentos delgados y gruesos en su mayor parte, excepto
en su sector central, donde solamente hay filamentos gruesos; ese sector se denomina zona H. La
línea media de la zona H, línea M, corresponde a la unión entre los filamentos gruesos. 
Cuando se produce la contracción, el tamaño de la Banda I y de la Banda H disminuye, puesto
que las actinas se acercan al centro de la Banda A, gastando energía química. Así, se acortan los
sarcómeros y se acorta el músculo entero, produciendo el movimiento.
5. Desde el punto de vista mecánico, la actividad muscular se pone de manifiesto a través de su
acortamiento. Dicho fenómeno se denomina “contracción muscular”. El paso de estado de
contracción muscular al estado de reposo se denomina “relajación muscular”. Identificar la
diferencia entre una contracción de sacudida simple y contracción tetánica. Realizar una
representación gráfica de ambos tipos de contracciones.
 TETANICA 
 SIMPLE 
 
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6. El siguiente esquema corresponde al modelo de Hill (1957) de los elementos que poseen
propiedades elásticas que conforman un músculo esquelético y su disposición espacial. ¿Qué
estructuras histológicas están representadas en el esquema? Considerando que los extremos del
esquema corresponden a la inserción y origen muscular, describir el comportamiento de cada
estructura durante un estiramiento y una contracción muscular. 
7. Realizar una lectura comprensiva sobre la relación que existe entre la longitud de un músculo y
la tensión desarrollada por el mismo. Para ello, busca en la bibliografía sugerida o en algún texto
de fisiología humana. Luego, analizar la siguiente gráfica de diagrama longitud-tensión y extraer
conclusiones.
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8. Si se superponen la gráfica del ítem 3 y la gráfica del ítem 7, se obtiene la representación de los
cambios de tensión y longitud en un músculo, considerando el tejido contráctil y el no contráctil
que lo conforman. Identificar en la siguiente gráfica que representan las líneas a, b y c, y su
relación con los tejidos contráctil y no contráctil del musculo
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La curva de tensión activa, representa la tensión desarrollada por los elementos contráctiles del
músculo. La curva denominada tensión pasiva refleja la tensión desarrollada cuando un músculo
sobrepasa su longitud de reposo y la parte no contráctil del vientre muscular se estira. Esta
tensión pasiva se desarrolla principalmente en los componentes elásticos en paralelo y en serie.
Cuando el vientre muscular se contrae, la combinación de las tensiones activas y pasivas produce
la tensión total ejercida. La curva demuestra que a medida que un músculo se estira
progresivamente más allá de su longitud de reposo, la tensión pasiva crece y la tensión activa
decrece. 
Longitud de equilibrio. 
La longitud de equilibrio muscular, implica que las fuerzas elásticas del músculo son iguales a
cero. En el organismo vivo, la longitud del músculo siempre es algo mayor que la longitud de
equilibrio y por eso incluso el músculo relajado conserva cierta tensión. Cuando el músculo se
distiende más allá de la longitud de equilibrio, comienzan a aparecer las fuerzas elásticas en los
componentes elásticos paralelos. 
9. La morfología, la estructura y la función muscular son indisociables. La clasificación morfológica
distingue músculos largos, cortos, planos o anchos y anulares. La orientación estructural de las
fibras musculares cambia según la forma del músculo. El acortamiento muscular, durante la
contracción muscular, se produce en el sentido en el que están orientadas las fibras musculares.
teniendoen cuenta que la transmisión de fuerza se hace en serie como así también en paralelo, la
resultante de fuerza se orienta principalmente hacia las inserciones musculares. En base a la
información de este enunciado, dibujar la orientación de los vectores de fuerza en las siguientes
figuras que ejemplifican diferentes morfologías y estructuras musculares. 
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 1) FUSIFORME 2)BICEPS 3) 4)BIPENNIFORME 5)MULTIPENNIFORME
10. La figura presenta una posición estática de inclinación anterior de cabeza y cuello. Siendo que
el peso de la cabeza (Fg) es de 45 N y que la fuerza que realizan los músculos posteriores de
cuello (Fm) para sostenerla en esta posición de 54 N, calcular la resultante 
 
 Formula
 [Solución: Fc = 86,5 N ] 
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11. La siguiente figura, representa la fuerza muscular (Fm) de 80 N que realiza el bíceps
braquial para sostener una posición de flexión de codo. Descomponer la fuerza muscular
en los vectores planteados en la figura. ¿Cuál es el módulo de cada vector?
Formula
Fx= F · cos (α) =
Fy= F · sin(α) =
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12. Determinar el módulo de las fuerzas componentes, tanto la vertical como la horizontal, de la
fuerza (F) de 500N que realiza el músculo deltoides en la figura. 
13.Identificar el concepto de Momento de una fuerza o Torque. Identificar la unidad de medida.
¿Es una magnitud escalar o vectorial? ¿Por qué? 
El momento de una fuerza M−→, también conocido como torque, momento dinámico o
simplemente momento, es una magnitud vectorial que mide la capacidad que posee una fuerza
para alterar la velocidad de giro de un cuerpo. Su módulo se obtiene por medio de la siguiente
expresión:
M=F r sinα⋅ ⋅
donde:
M es el módulo del momento de una fuerza F→ que se aplica sobre un cuerpo. Su unidad
en el S.I. es el newton por metro (N · m).
F es el módulo de dicha fuerza. Su unidad en el S.I. es el newton.
r es el módulo del vector de posición que une el centro o eje de giro con el punto origen
de la fuerza aplicada. Su unidad en el S.I. es el metro.
α es el ángulo formado entre F→ y r→.
Para que te hagas una idea más clara, si la resultante de las fuerzas aplicadas sobre un cuerpo
son las responsables de provocar los cambios en la velocidad con la que se traslada, el momento
resultante de las fuerzas que sufre un cuerpo es el responsable de los cambios en la velocidad
con la que rota. 
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https://www.fisicalab.com/apartado/angulos
https://www.fisicalab.com/termino/newton
https://www.fisicalab.com/termino/modulo
El valor del momento Momento de una fuerza se puede obtener también como:
M= F d⋅
donde:
M es el módulo del momento de una fuerza F→ que se aplica sobre un cuerpo. Su unidad
en el S.I. es el newton por metro (N · m).
F es el módulo de la fuerza que se aplica sobre el cuerpo. Su unidad en el S.I. es el
Newton.
d es la distancia entre el eje de giro y la recta sobre la que descansa la fuerza F. Su
unidad en el S.I. es el metro.
 Una magnitud escalar es aquella que queda completamente determinada con un número
y sus correspondientes unidades, y una magnitud vectorial es aquella que, además de un valor
numérico y sus unidades (módulo) debemos especificar su dirección y sentido 
14. Una palanca está conformada básicamente por un punto de apoyo (O) y una barra rígida (B),
sobre la cual se aplica una fuerza de palanca (Fp) para equilibrar otra fuerza de resistencia (Fr).
En el sistema locomotor, estos elementos están representados en la articulación, el hueso la
fuerza muscular y un peso que debe sostenerse respectivamente. De acuerdo a la ubicación del
punto de apoyo y de la resistencia, se las palancas se clasifican en 3 géneros. Identificar en la
siguiente figura los elementos que constituyen la palanca y el tipo de palanca.
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https://www.fisicalab.com/termino/newton
Palanca de primer genero: el Punto de apoyo se encuentra situado entre la Potencia y la
Resistencia. Ejemplos balanza, alicate, tijera, tenaza. 
Palanca de segundo genero: Se caracterizan porque la Resistencia se encuentra entre el Punto
de apoyo y la fuerza. Ejemplos carretilla, rompenueces, destapador de botellas.
Palanca de tercer genero: La fuerza esta entre el punto de apoyo y la resistencia. Ejemplos
pinza de depilar, martillo y caña de pescar. 
15. Determinar los distintos “Momento de Fuerza” en cada uno de los puntos del miembro
superior, como se indica en las figuras, siendo el peso de la bocha de 50 N.
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16. Determine los distintos momentos según el ángulo de flexión de la rodilla, sabiendo que la
distancia desde la rodilla al talón es de 60 cm y el disco pesa 200 N
M: F.d.senα
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En la contracción isométrica o estática, no hay cambio de longitud del músculo ya que la
resistencia iguala la capacidad de contracción. No existe una contracción isométrica pura ya que
siempre hay pequeños movimientos de las fibras musculares. Ej de este tipo de contracción es
una plancha. 
Contracción isotónica, el músculo cambia de longitud y se produce un trabajo externo medible a
partir de la fuerza y distancia recorrida. Según la dirección del cambio de longitud muscular, la
contracción puede ser:
Concéntrica o de acortamiento, con trabajo positivo cuando la fuerza muscular supera la carga
impuesta. Ej.: Cuando empujas la barra en dirección ascendente en el press banca.
Excéntrica o de alargamiento, con trabajo negativo, cuando la fuerza muscular cede a la carga
impuesta. Ej.: Fase descendente en el press banca (la barra se acerca al pecho) 
Contracción auxotónica, aquellas que se producen cuando se combinan los dos tipos de
contracción. Ej: trabajo con gomas elásticas, cuando las estiramos provocamos una contracción
isotónica que luego mantendremos isométricamente unos segundos para luego volver a la
posición inicial.
Contracciones isocinética, menos comunes, son aquellas que se realizan a velocidad constante
y en las que se desarrolla una tensión máxima durante todo el movimiento. Se trabaja con
máquinas específicas.
Actividad Practica N° 3 
Unidad 3: Biomembranas 
1. Identificar las diferentes estructuras que conforman la membrana celular
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2. Enumerar las funciones que cumple la membrana celular
1) Compartimentalización: la membrana plasmática define y limita la célula y mantiene las
diferencias entre el contenido citosólico y el exterior celular; las membranas de orgánulos (retículo
endoplásmico, aparato de Golgi, mitocondria, etc.) también establecen características
diferenciales entre esos orgánulos y el citosol. 
2) Protección de la célula frente a posibles agresiones externas 
3) Mantenimiento de la presión osmótica. 
4) Control del intercambio de moléculas entre interior y exterior celular mediante su
permeabilidad selectiva, puesto que son impermeables para los iones y para la mayoría de las
moléculas polares, y los procesos de transporte de solutos específicos. De esta manera se
pueden establecer gradientes iónicos que pueden ser utilizados parala síntesis de ATP, el
movimiento transmembrana de solutos específicos o, en ciertos tipos celulares, producir y
transmitir señales eléctricas. 
5) Reconocimiento y transducción de señales externas. 
6) Establecimiento de interacciones intercelulares o con componentes de la matriz
extracelular. 
7) Catálisis de ciertas reacciones llevada a cabo por proteínas de membrana especializadas. 
8) Determinantes de la forma celular y condicionantes de la motilidad y los procesos de
secreción y endocitosis. 
3. Describir en forma breve cada uno de los mecanismos de pasaje de sustancias a través de la
membrana celular, agrupándolos según del uso de energía para realizar el transporte. 
Difusión simple. Es el paso de pequeñas moléculas a favor del gradiente; puede realizarse a
través de la bicapa lipídica o a través de canales proteícos. 
Difusión facilitada o Transporte pasivo Permite el transporte de pequeñas moléculas polares,
como los aminoácidos, monosacáridos como la glucosa, etc, que al no poder atravesar la bicapa
lipídica, requieren que proteínas trasmembranosas faciliten su paso. Estas proteínas reciben el
nombre de proteínas transportadoras o permeasas que, al unirse a la molécula a transportar
sufren un cambio en su estructura que arrastra a dicha molécula hacia el interior de la célula. 
El transporte activo : En este proceso también actúan proteínas de membrana, pero éstas
requieren energía, en forma de ATP, para transportar las moléculas al otro lado de la membrana.
Se produce cuando el transporte se realiza en contra del gradiente electroquímico. Son ejemplos
de transporte activo la bomba de Na/K, y la bomba de Ca. 
La bomba de Na+/K+ Requiere una proteína transmembranosa que bombea Na+ hacia el
exterior de la membrana y K+ hacia el interior. Esta proteína actúa contra el gradiente gracias a
su actividad como ATP-asa, ya que rompe el ATP para obtener la energía necesaria para el
transporte. 
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http://www.botanica.cnba.uba.ar/Pakete/LaCelulas/2222/atp.html
4. La siguiente expresión corresponde a la primera Ley de Fick. Identificar cada una de las
variables que constituyen a ecuación y expresar en texto y con un ejemplo lo que plantea la
misma.
Primera Ley de Difusión de Fick
La difusión de compuestos sin carga a través de una membrana o cualquier barrera homogénea
se describe como la primera y la segunda ley de Fick. La primera ley establece que el flujo de un
compuesto en estado en equilibrio y al coeficiente de difusión.
Es decir, el flujo molar debido a la difusión es proporcional al gradiente de concentración. La tasa
de cambio de concentración en un punto en el espacio es proporcional a la segunda derivada de
la concentración con el espacio. 
 
5. Recuperar los conceptos de carga eléctrica (Q), potencial eléctrico (V), trabajo eléctrico (We),
resistencia (R), intensidad de corriente (I) y capacitancia (C), con sus respectivas unidades del
sistema Internacional de medidas (SI). Puede recurrir al material del Ciclo de Nivelación de la
carrera y a la bibliografía sugerida para esa instancia.
Carga eléctrica (Q): es una propiedad intrínseca de la materia responsable de producir las
interacciones electrostáticas. 
Potencial eléctrico (V): El potencial eléctrico en un punto del espacio es una magnitud escalar
que nos permite obtener una medida del en dicho punto a través de la energía potencial
electrostática que adquiriría una carga si la situaremos en ese punto. campo eléctrico.
Trabajo eléctrico:Si aplicas una fuerza sobre un objeto y este se desplaza decimos que la fuerza
que estás ejerciendo realiza un trabajo. Del mismo modo, si un cuerpo se desplaza bajo la acción
de una fuerza eléctrica, dicha fuerza realiza también un trabajo denominado trabajo eléctrico. 
realizado para desplazar una carga desde un punto A hasta otro B se obtiene por medio de la
siguiente expresión:
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https://www.fisicalab.com/apartado/ley-de-coulomb
https://www.fisicalab.com/apartado/intensidad-campo-electrico
https://www.fisicalab.com/apartado/energia-potencial-electrica
https://www.fisicalab.com/apartado/energia-potencial-electrica
Resistencia: Se le denomina resistencia eléctrica a la oposición al flujo de corriente eléctrica a
través de un conductor. La unidad de resistencia en el Sistema Internacional es el ohmio, que se
representa con la letra griega omega (Ω).
Intensidad de corriente (I): magnitud que determina la rapidez con la que la carga fluye a través
de un conductor. Dicha magnitud recibe el nombre de intensidad de corriente eléctrica. La
intensidad de corriente que circula por un conductor es la cantidad de carga (q) que atraviesa
cierta sección de dicho conductor por unidad de tiempo (t).
La intensidad de corriente en el S.I. es el amperio (A). De esta forma un amperio es la intensidad
de corriente que se produce cuando por la sección de un conductor circula una carga de un
culombio cada segundo. 
Capacitancia: es la propiedad que tienen los cuerpos para mantener una carga eléctrica. La
capacidad es también una medida de la cantidad de energía eléctrica almacenada para una
diferencia de potencial eléctrico dada.
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https://www.fisicalab.com/apartado/carga-electrica
6.. Realizar una búsqueda, en textos de Fisiología Humana, sobre la concentración iónica
intracelular (CI) y extracelular (CE) de Sodio, Potasio y Cloro, considerando la unidad de medida
(mEq) 
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7.¿Qué es el Equilibrio Gibbs-Donnan? ¿Qué es un elemento iónico no difusible? 
Equilibrio de Gibbs - Donnan. Es el equilibrio que se produce entre los iones que pueden
atravesar la membrana y los que no son capaces de hacerlo. Las composiciones en el equilibrio
se ven determinadas tanto por las concentraciones de los iones como por sus cargas.
Debido a la naturaleza semi-permeable del endotelio capilar, las proteínas plasmáticas son
retenidas en el compartimento vascular y su influencia sobre la actividad osmótica es capital para
los movimientos de fluidos entre los compartimentos capilar e intersticial.
El equilibrio de Gibbs-Donnan establecido a través del epitelio por la existencia de proteínas no
difusibles añade un pequeño pero significativo incremento a esta actividad osmótica. Las
proteínas del plasma originan una presión osmótica de unos 20 mm de Hg y la originada por las
partículas cargadas producidas en el equilibrio de Gibbs-Donnan es de unos 6-7 mm de Hg. La
suma de ambas es la presión oncótica o sea la atracción hacia el agua que ejercen las proteínas
del plasma.
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8.
9.Calcular el flujo neto de cargas para el Na+ a través de una membrana, cuando su G = 5
S/cm2 , tomando de referencia el problema 8.
 
10.En base al problema anterior, calcule el flujo de masa "J" para dicho ion. 
11.Calcular el flujo neto de cargas para el K+ a través de una membrana, cuando su G = 40
S/cm2 , tomando de referencia el problema 8.
12.En base al problema anterior, calcule el flujo de masa "J" para dicho ion 
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Actividad Practica N° 4 
Unidad 4: Biofísica de la Circulación Sanguínea: Hemodinamia 
 
1. Enumerar en orden secuencial las estructuras que forman parte de la circulación mayor del
sistema vascular del cuerpo humano y luego identificarlas con el nombre de la estructura.
2. Consultar la guía de estudio delIngreso a la carrera y describir los conceptos y las expresiones
matemáticas de densidad, trabajo, presión y caudal.
Densidad:es la magnitud que expresa la relación entre la masa y el volumen de una sustancia o
un objeto sólido . Su unidad en el Sistema Internacional es kilogramo por metro cúbico (kg/m³),
aunque frecuentemente también es expresada en g/cm³. La densidad es una magnitud intensiva. 
Trabajo:El trabajo es una magnitud física escalar que se representa con la letra W (del inglés
Work) y se expresa en unidades de energía, esto es en julios o joules (J) en el Sistema
Internacional de Unidades.
Por lo tanto. El trabajo es igual al producto de la fuerza por la distancia y por el coseno del ángulo
que existe entre la dirección de la fuerza y la dirección que recorre el punto o el objeto que se
mueve.
Presión:es una magnitud que mide el efecto deformador o capacidad de penetración de una
fuerza y se define como la fuerza ejercida por unidad de superficie. Se expresa como: 
Su unidad de medida en el S.I. es el N/m2, que se conoce como Pascal (Pa). Un pascal es la
presión que ejerce una fuerza de un newton sobre una superficie de un metro cuadrado. 
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https://www.fisicalab.com/apartado/las-fuerzas
https://www.ecured.cu/Sistema_Internacional_de_Unidades
https://www.ecured.cu/Sistema_Internacional_de_Unidades
https://www.ecured.cu/F%C3%ADsica
Caudal: es la cantidad de fluido que circula a través de una sección del ducto (tubería, cañería,
oleoducto, río, canal,…) por unidad de tiempo. Normalmente se identifica con el flujo volumétrico o
volumen que pasa por un área dada en la unidad de tiempo. Menos frecuentemente, se identifica
con el flujo másico o masa que pasa por un área dada en la unidad de tiempo. 
Q= A.v
Donde.
Q ES EL VALOR DE CAUDAL
A ES EL ÁREA POR DONDE SALE EL FLUIDO
V LA VELOCIDAD
3. El siguiente esquema, extraído del texto “Fisiología Médica” de Guyton & Hall, Ed 10°, presenta
la distribución proporcional del volumen sanguíneo total (volemia) en diferentes tramos del sistema
circulatorio.
 Con la información de la figura, construir una tabla
que te permita identificar la cantidad de sangre en
mL en cada uno de los tramos del sistema
circulatorio identificados en la figura que indican el
porcentaje (por ejemplo: Corazón 7%),
considerando una volemia de 5 L. Indagar sobre el
área transversal total en cm2 de cada uno de los
tramos. Discutir los conceptos y conclusiones en la
clase práctica. 
 Física Biomédica 2019 Siares Anahi 
Volúmenes de sangre en los distintos componentes de la circulación. 
En la figura 14-1 se muestra una visión general de la circulación junto a los porcentajes del
volumen de sangre total en los segmentos principales de la circulación. Por ejemplo,
aproximadamente el 84% de todo el volumen de sangre del organismo se encuentra en la
circulación sistémica y el 16% en el corazón y los pulmones. Del 84% que está en la circulación
sistémica, el 64% está en las venas, el 13% en las arterias y el 7% en las arteriolas y capilares
sistémicos. El corazón contiene el 7% de la sangre y los vasos pulmonares, el 9%. Resulta
sorprendente el bajo volumen de sangre que hay en los capilares, aunque es allí donde se
produce la función más importante de la circulación, la difusión de las sustancias que entran y
salen entre la sangre y los tejidos. 
4. Enunciar las 3 leyes de la circulación (presión, caudal y velocidad) y expresar las ecuaciones
que explican las mismas.
A) LEY DE LA VELOCIDAD: A medida que las arterias se alejan y se van dividiendo, aumenta la
superficie de sección del sistema vascular. En otras palabras, al dividirse una arteria en dos
ramas, la suma de la superficie de sección de éstas es mayor que la superficie de sección de la
arteria madre. De este modo, a medida que se aleja la sangre del corazón, va ocupando un lecho
cada vez mayor, y tiene su amplitud máxima al nivel de los capilares. Podría representarse al
sistema vascular por dos conos truncados que se miran por la base. Es fácil darse cuenta que,
como en los ríos, la velocidad de la corriente será menor cuanto mayor sea la amplitud del lecho
vascular. De allí que la velocidad de la sangre disminuye a medida que se aleja del corazón, llega
a un mínimo en los capilares y aumenta otra vez progresivamente en las venas.
B) LEY DE PRESIÓN. La sangre circula en el sistema vascular debido a diferencias de presión.
La periódica descarga de sangre por parte del corazón y la resistencia opuesta al curso de la
sangre por el pequeño calibre de las arteriolas, crean en el sistema vascular una presión que es
máxima en la aorta, cae bruscamente al nivel de las arteriolas y capilares y sigue, luego, cayendo
paulatinamente al nivel de las venas para ser mínima al nivel de las aurículas.
C) LEY DEL CAUDAL. La cantidad de sangre que sale del corazón por la aorta o la arteria
pulmonar en un minuto, es igual a la que le llega por las venas cavas y pulmonares en el mismo
espacio de tiempo, y es igual también a la que pasa en la unidad de tiempo por cualquier sección
completa del sistema circulatorio (conjunto de capilares pulmonares, conjunto de capilares del
circuito aórtico
5.Analizar la siguiente figura. Extraer las conclusiones respecto a los valores de presión venosa en
el individuo en bipedestación 
Cuando una persona está en bipedestación, la presión de la aurícula derecha se mantiene en
torno a 0 mmHg porque el corazón bombea en las arterias cualquier exceso de sangre que intente
acumularse en ese punto. No obstante, en un adulto que está de pie y absolutamente quieto la
presión de las venas en los pies es de unos +90 mmHg, sencillamente por el peso gravitacional
de la sangre en las venas entre el corazón y los pies. Las presiones venosas en los demás niveles
del organismo varían proporcionalmente entre 0 y 90 mmHg.
 Física Biomédica 2019 Siares Anahi 
En las venas de los brazos la presión a nivel de la costilla superior es de + 6 mmHg por la
compresión de la vena subclavia cuando pasa por encima de ella, pero la presión
gravitacional al 
bajar por el brazo está determinada por la distancia que hay por debajo de esta costilla, es decir, si la
diferencia gravitacional entre el nivel de la costilla y la mano es de +29 mmHg, esta presión 
gravitacional se suma a los + 6 mmHg de presión provocados por la compresión de la vena cuando 
atraviesa la costilla,
con lo que obtenemos
un total de +35
mmHg de presión en
las venas de la mano.
 
Las venas del cuello de una persona que esté de pie se colapsan casi por completo en todo su
recorrido hasta el cráneo, por la presión atmosférica que hay fuera del cuello. Este colapso hace
que la presión en estas venas se mantenga en cero durante todo su trayecto, ya que cualquier
tendencia de la presión a aumentar por encima de este valor abre las venas y permite que la
presión vuelva a caer a cero por el flujo de la sangre. Por el contrario, cualquier tendencia de la
presión de las venas del cuello a caer por debajo de cero provoca un mayor colapso de las
mismas, lo que, además, aumenta su resistencia y hace que la presión vuelva a cero. Por otra
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parte, las venas del interior del cráneo se encuentran dentro de una cámara no colapsable (la
cavidad craneal), por lo que no se pueden colapsar. En consecuencia, puede haber una presión
negativa en los senos de la dura de la cabeza; en bipedestación la presión venosa del seno sagital
de la parte superior del cráneo es de -10 mmHg, por la «aspiración» hidrostática que existe entre
la parte superior y la base del cráneo. Por tanto, si se abre el senosagital durante una cirugía se
puede aspirar aire inmediatamente hacia el sistema venoso; el aire puede llegar incluso a
segmentos inferiores, provocando una embolia gaseosa en el corazón e incluso la muerte.
Principios básicos de la función circulatoria 
1. La velocidad del flujo sanguíneo en cada tejido del organismo o casi siempre se controla con
precisión en relación con la necesidad del tejido. Cuando los tejidos son activos necesitan un
aporte mucho mayor de nutrientes y, por tanto, un flujo sanguíneo mucho mayor que en reposo,
en ocasiones hasta 20 o 30 veces el nivel de reposo, a pesar de que el corazón normalmente no
puede aumentar su gasto cardíaco en más de 4-7 veces su gasto cardíaco por encima del nivel en
reposo.
2. El gasto cardíaco se controla principalmente por la rama a de todos los flujos tisulares locales
Cuando el flujo sanguíneo atraviesa un tejido, inmediatamente vuelve al corazón a través de las
venas y el corazón responde automáticamente a este aumento del flujo aferente de sangre
bombeándolo inmediatamente hacia las iberias.
3. La regulación de la presión arterial es generalmente independiente del control del flujo
sanguíneo local o del control del gasto cardíaco .
Interrelaciones entre la presión, el flujo y la resistencia 
El flujo sanguíneo que atraviesa un vaso sanguíneo está determinado por dos factores:
1) diferencia de presión de la sangre entre los dos extremos de un vaso, también denominado
«gradiente de presión» en el vaso, que es la fuerza que empuja la sangre a través del vaso, y
2) los impedimentos que el flujo sanguíneo encuentra en el vaso, que se conoce como
resistencia vascular.
P1 representa la presión en el origen del vaso; en el otro extremo, la presión es P2. La resistencia
es consecuencia de la fricción entre el flujo de sangre y el endotelio intravascular en todo el
interior del vaso. El flujo a través del vaso se puede calcular con la fórmula siguiente, que se
conoce como ley de Ohm 
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donde
 F es el flujo sanguíneo
 AP es la diferencia de presión (P1 - P2) entre los dos extremos del vaso 
 R es la resistencia. 
En esta fórmula se afirma que el flujo sanguíneo es directamente proporcional a la diferencia de
presión, pero inversamente proporcional a la resistencia.
Observe que es la diferencia de presión entre los dos extremos del vaso, y no la presión absoluta
del mismo, la que determina la velocidad del flujo. Por ejemplo, si la presión de ambos extremos
de un vaso es de 100 mmHg, es decir, sin diferencias entre ellos, no habrá flujo aunque la presión
sea de 100 mmHg. 
Flujo sanguíneo 
El flujo sanguíneo es, sencillamente, la cantidad de sangre que atraviesa un punto dado de la
circulación en un período de tiempo determinado. Normalmente ente se expresa en mililitros por
minuto o litros por minuto, pero puede expresarse en mililitros por segundo o en cualquier otra
unidad del flujo y de tiempo. 
Flujo de sangre laminar en los vasos: Cuando el flujo sanguíneo se mantiene en equilibrio a
través de un vaso sanguíneo largo y liso, el flujo se produce de forma aerodinámica,
manteniéndose cada capa de sangre a la misma distancia de la pared del vaso. Además, la
porción de sangre más central se mantiene en el centro del vaso. Este tipo de flujo se conoce
como flujo laminar o flujo aerodinámico y es el contrario del flujo turbulento, que es el flujo
sanguíneo que transcurre en todas las direcciones del vaso y se mezcla continuamente en su
interior, como veremos más adelante. 
Flujo de sangre turbulento en algunas situaciones. Cuando la velocidad del flujo sanguíneo es
demasiado grande, cuando atraviesa una obstrucción en un vaso, hace un giro brusco o pasa
sobre una superficie rugosa, el flujo puede volverse turbulento o desordenado en lugar de
aerodinámico. El flujo turbulento significa que el flujo sanguíneo atraviesa el vaso en dirección
transversal y también longitudinal, formando espirales que se denominan corrientes en torbellino,
similares a los remolinos que se ven con frecuencia en un río que fluye rápidamente en un punto
de obstrucción. Cuando hay corrientes en torbellino el flujo sanguíneo encuentra una resistencia
mucho mayor que cuando el flujo es aerodinámico, porque los torbellinos aumentan mucho la
fricción global del flujo en el vaso. 
El flujo turbulento tiende a aumentar en proporción directa a la velocidad del flujo sanguíneo, al
diámetro del vaso sanguíneo y a la densidad de la sangre y es inversamente proporcional a la
viscosidad de la sangre, de acuerdo a la ecuación siguiente: 
Donde
 Re es el número de Reynolds, una medida que da idea de la tendencia a producirse
turbulencias
 v es la velocidad media del flujo sanguíneo (en centímetros/segundo).
d es el diámetro del vaso (en centímetros) 
p es la densidad 
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r¡ es la viscosidad (en poise) 
La viscosidad de la sangre suele ser de 1/30 poise y la densidad es sólo ligeramente mayor de 1,
por lo que un aumento del número de Reynolds por encima de 200-400 indica que se producirá
flujo turbulento en algunas ramas de los vasos, pero que se desvanecerá en las porciones
más pequeñas de los mismos. No obstante, cuando el número de Reynolds ascienda por
encima de 2.000 habrá turbulencias en todos los vasos rectos pequeños. 
Ley de Poiseuille
En el caso de fluidez suave (flujo laminar), el caudal de volumen está dado por la diferencia de
presión dividida por laresistencia viscosa. Esta resistencia depende linealmente de la viscosidad y
la longitud, pero la dependencia de la cuarta potencia del radio, es exageradamente diferente. La
ley de Poiseuille se ha encontrado razonablemente de acuerdo, con experimentos para líquidos
uniformes (llamados fluidos Newtonianos) en casos donde no hay apreciables turbulencias 
 Física Biomédica 2019 Siares Anahi 
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/pfric.html#vis
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/pfric.html#tube
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/pfric.html#lam
Presión sanguínea 
Unidades estándar de presión: La presión sanguínea se mide casi siempre en milímetros de
mercurio (mmHg) porque el manómetro de mercurio se ha usado como patrón de referencia para
medir la presión desde su invención en 1846 por Poiseuille. En realidad, la presión arterial mide la
fuerza ejercida por la sangre contra una unidad de superficie de la pared del vaso. Cuando se dice
que la pared de un vaso es de 50 mmHg, quiere decirse que la fuerza ejercida es suficiente para
empujar una columna de mercurio contra la gravedad hasta una altura de 50 mm. Si la presión es
de 100 mmHg, em pujará la columna de mercurio hasta los 100 mm. 
Resistencia al flujo sanguíneo 
Resistencia vascular periférica total y resistencia vascular pulmonar total. 
La velocidad del flujo sanguíneo a través de todo el sistema circulatorio es igual a la velocidad de
la sangre que bombea el corazón, es decir, es igual al gasto cardíaco. En un ser hum ano adulto
es aproximadamente igual a 100ml/s. La diferencia de presión entre las arterias sistémicas y las
venas sistémicas es de unos i 00 mrnHg. Por tanto, la resistencia de toda la circulación sistémica,
que se denomina resistencia periférica total, es de 100/100 o 1 unidad de resistencia periférica
(PRU). 
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«Conductancia» de la sangre en un vaso y su relación con la resistencia.
 La conductancia es la medición del flujo sanguíneo a través de un vaso para dar una diferencia
de presión dada. Se expresa en milímetros por segundo por milímetro de mercurio de presión,
pero también sepuede expresar en litros por segundo por milímetro de mercurio o en cualquier
otra unidad del flujo sanguíneo y presión. Es evidente que la conductancia es el recíproco exacto
de la resistencia según la ecuación: 
La siguiente figura presenta las variables involucradas en la determinación de la tensión de
la pared de un vaso sanguíneo, según la Ley de Laplace.
Ley de LaPlace
Cuanto mayor sea el radio del vaso, mayor es la tensión de la pared para soportar una 
determinada presión interna del fluido.
Para un vaso con un determinado radio y presión interna, un recipiente esférico tendrá la mitad de 
la tensión de pared que un recipiente cilíndrico. 
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Actividad Practica N° 5
 Unidad 5: Biofísica de la Respiración. 
1) Mencionar al menos 3 elementos que conforman el aparato respiratorio y señalarlos en el 
esquema. 
2) En el estudio de la física de fluidos de los gases, hay 3 leyes que explican el comportamiento 
de los gases, considerando el volumen, la presión y la temperatura del mismo. ¿Cuál de estas 
leyes es la que se cumple en la mecánica respiratoria? Expresar la ecuación y el nombre de la ley.
 Ley de Charles: Corresponden a las transformaciones que experimenta un gas cuando la 
presión es constante.
 Ley de Gay-Lussac: Corresponde a las trasformaciones que sufre un gas ideal cuando el 
volumen permanece constante. La ley que se cumple en la mecánica respiratoria es Ley de 
Boyle: Corresponde a las transformaciones que experimenta un gas cuando su temperatura 
permanece constante. 
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3) Durante el ciclo respiratorio se produce la variabilidad de dos magnitudes escalares: la presión 
y el volumen. En un análisis de correlación, ¿Cuál de ellas se comporta como una variable 
independiente y cual como una variable dependiente o “variable respuesta”?
 La variable respuesta es la Presión y la variable independiente es el Volumen: El diafragma, al 
contraerse modifica el volumen de la caja y expande el pulmón, lo que produce una caída de la 
presión dentro de los alveolos. 
4) En la siguiente figura, se presenta un esquema del sistema respiratorio y un sistema de gráficas
donde se encuentran representados los cambios de presión alveolar, presión intrapleural y 
volumen corriente o de aire movilizado. Observar la figura y luego completar la tabla con los 
valores aproximados de las variables.
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Inspiración
Tiempo 0
Punto A1 en la breve pausa entre las dos respiraciones, la presión alveolar es igual a la presión
atmosférica (0 mmhg en el punto A1). Cuando las presiones son iguales no hay flujo de aire.
 Tiempo 0 - 2s
 Inspiración: cuando comienza la inspiración, los músculos inspiratorios se contraen y el
volumen torácico aumenta, la presión alveolar cae al rededor de 1 mmhg. Por debajo de la
presión atmosférica y el aire fluye hacia los alvéolos (punto C1 a C2). 
 Como el volumen torácico se modifica mas rápido de lo que fluye el aire, la presión alcanza
su valor mínimo aproximadamente a mitad de camino durante la inspiración (punto A2).
 A medida que el aire sigue fluyendo hacia los alvéolos, la presión aumenta hasta que la
caja torácica detiene su expansión, justo antes del final de la inspiración.
 El movimiento de aire continuo durante una pequeña fracción de segundo mas hasta que
la presión dentro delos pulmones se iguala con la presión atmosférica (punto A3)
 Al final de la inspiración, el volumen pulmonar se encuentra en su punto máximo para el
ciclo inspiratorio (punto C2) y la presión de los alvéolos es igual a la presión atmosférica.
Espiración 
Tiempo 2 – 4 
 Espiración: como disminuyen los volúmenes pulmonar y torácico durante la espiración, la
presión del aire aumenta en los pulmones alcanzando un máximo de 1 mmhg sobre la presión
atmosférica (punto A4). Ahora la presión alveolar es mayor que la presión atmosférica de manera
que el flujo se invierte y el aire se desplaza hacia el exterior de los pulmones.
Tiempo 4 s
 Al final de la inspiración, cesa el movimiento del aire cuando la presión alveolar es igual a
la presión atmosférica (punto A5). El volumen pulmonar alcanza su mínimo para el ciclo
respiratorio (punto C3) En este punto el ciclo respiratorio a finalizado y esta preparado para
comenzar otro ciclo. 
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Cambios en
la presión
intrapleural 
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5) Realizar una lectura comprensiva del apartado: Ventilación Pulmonar, de la unidad VII, capítulo
N 37, de Fisiología Humana de Guyton. Luego, analizar las siguientes imágenes y obtenga
conclusiones con respecto al trabajo respiratorio.
 
La 1er figura presenta una gráfica donde se muestra como durante todo el ciclo respiratorio,
existe una diferencia de presión entre la P alveolar y la P pleural, siempre subatmosférica. Se
corresponde recíprocamente con los cambios de volumen.
 La 2da figura, las curvas de variación de P y V, su relación inversa, que confirma la Ley de
Boyle-Mariotte donde el V y P son inversamente profesionales. Observar que las variables
dependiente e independiente están invertidas en la gráfica y que la presión, que disminuye de
izquierda a derecha, dado que se encuentran representadas presiones negativas. Por eso, se ha
graficado una relación lineal positiva, que representa una relación inversa.
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La mayor cantidad de trabajo se utiliza para mantener la distensibilidad, seguida por las
resistencias de la vía aérea y, por último, el trabajo de resistencia al flujo. 
 
7) En la siguiente figura están representadas las fuerzas elásticas que participan en la mecánica
respiratoria: 1) la fuerza elástica pulmonar retráctil y 2) la fuerza elástica torácica. Si bien no está
representada en la figura, una fuerza activa de contracción: “fuerza muscular diafragmática”
también participa en la mecánica respiratoria. Considerando que, en el instante de inicio de
inspiración, las fuerzas están equilibradas siendo F = 0, sin cambios de volumen y presión,
usted deberá interpretar como participan las diferentes fuerzas durante los ciclos respiratorios
(inspiración y expiración) rompiendo el estado de equilibrio, y favoreciendo la entrada y salida de
aire de los pulmones. Expresar las ecuaciones que identifique la variabilidad de las magnitudes de
las fuerzas en cada parte del ciclo respiratorio: inspiración espiración. Puede también representar
gráficamente la suma de vectores en cada ciclo: inspiración y espiración
8) Completar la siguiente tabla con los valores de presión de los gases oxígeno (O2) y dióxido de
carbono (CO2) en mmHg para las diferentes presiones atmosféricas, según la altura con respecto
al nivel del mar. Luego, comparar con los valores de presión de los mismos gases a nivel alveolar.
Extraer conclusiones que pueda defender en la clase. Usar la siguite proporción de referencia: O2:
21% y CO2: 0,03%
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9.La ley de Laplace plantea que, “cuanto mayor sea el radio del vaso, mayor es la tensión de la
pared para soportar una determinada presión interna del fluido. Este concepto tiene dos
expresiones matemáticas dependiendo de la forma de la estructura que contenga el fluido, sea
este un tubo o una esfera:Uno de los fenómenos notables en el proceso de la respiración, es el rol del fluido, cubriendo las
paredes de los alvéolos de los pulmones. Este líquido llamado surfactante, disminuye la tensión
superficial de los alvéolos, en un factor de 15 comparado con el fluido normal del tejido mucoso en
el que están inmersos. Parece que hay una cantidad casi constante de este surfactante por
alvéolo, de modo que cuando los alvéolos se desinflan, está más concentrado en la superficie.
Dado que el efecto de bajar la tensión superficial del surfactante depende de esta concentración,
en su fase más crítica, este disminuye la presión requerida para la inflación del alvéolo. Para una
determinada tensión de superficie, la presión para inflar los pequeños globos, es mayor. El
surfactante es el que hace posible la inflación del alvéolo, con solo alrededor de 1 mmHg de
exceso de presión sobre su entorno. La primera respiración del bebé depende de este surfactante
y es más difícil en los bebés prematuros, debido a la incompleta formación del surfactante. 
10. Durante la hematosis, se produce una difusión de gases entre el espacio alveolar y la sangre.
Este fenómeno se explica con la ley de Fick. Aplicar dicha ley en la difusión del O2 y CO2
considerando todas las variables que están presentes en la ecuación. ¿Cómo influye la
concentración del gas en su difusión? ¿Cómo influye el espesor de la membrana alveolocapilar?
¿Cómo influye la cantidad de superficie o área (A) disponible para difundir?
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A mayor diferencia de concentración, mayor difusión. Si el espesor de la membrana es mayor,
disminuye la difusión, y a mayor área, mayor difusión. La diferencia de concentración y el área,
son directamente proporcionales a la difusión, mientras que el espesor de la membrana es
inversamente proporcional a la difusión. 
11.Analizar la siguiente figura, completar los valores de la presión de los gases en cada uno de los
espacios (alveolo, sangre venosa y sangre arterial). ¿Cómo relaciona este esquema con la Ley de
Fick? 
 Alvéolo: PACO2: 40 mmHg; PAO2: 100 mmHg Cap.
 Venoso: PvCO2: 45 mmHg; PvO2: 60 mmHg Cap.
 Arterial: PaCO2: 40 mmHg; PaO2: 100 mmHg 
12. A medida que una persona asciende en la altura, es acompañado por una disminución de la
presión atmosférica. Eso produce dificultades para respirar dado que disminuye la PO2. Sin
embargo, la presión de vapor de agua, no depende el medio ambiente, sino que es un gas que se
genera en las vías respiratorias con una presión constante de 47 mmHg, independiente de la
presión del medio ambiente. ¿Cuáles son las implicancias de este comportamiento en la
disponibilidad de gases respiratorios en la altura?
A nivel del mar, la presión de vapor de H2O, es de 47 mmHg y es constante, es decir, que no
depende de la altura o de la presión de los gases atmosféricos, ya q es generada por el propio
organismo. Esa presión es responsable, en parte de la cascada de O2 al ingresar al alveolo
pulmonar. Al realizar ascensos, a grandes alturas, se produce un descenso de la presión
atmosférica (y las presiones parciales de los gases), por lo tanto, también se reduce la presión de
O2 alveolar. La presión de vapor de H2O se mantiene en 47 mmHg, ocupando más lugar,
haciendo que la proporción del vapor de H2O aumente en la mescla. 
PREGUNTAS
1. Se aplica una fuerza de 1,00 N al émbolo de una jeringa de 2,5 cm2. La misma contiene con
una solución para ser inyectada en la vena de un paciente. Señalar la opción correcta de lo que se
observa, si la jeringa es introducida en una vena que posee una presión sanguínea de 5 mmHg.
Respuesta correcta es: La solución de la jeringa fluye hacia la vena. 
2. Se aplica una fuerza de 1,00 N al émbolo de una jeringa de 2,5 cm2. La misma contiene
con una solución para ser inyectada en la vena de un paciente. Sí la jeringa es introducida
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en una vena que posee una presión sanguínea de 5 mmHg, La solución de la jeringa fluye
hacia la vena.
Respuesta correcta es 'Verdadero' 
3.Al considerar la figura y el comportamiento de la presión barométrica es correcto decir que
donde la columna de aire es menor, menor es la presión atmosférica.
Respuesta correcta es
'Verdadero' 
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Actividad Practica N° 6 
Unidad 6: Instrumentación Biomédica I: ELECTRICIDAD 
1. En la gráfica de potencial de acción, producto de un estímulo (eléctrico, químico o mecánico) en
una fibra rápida, identificar el periodo de despolarización, el de polarización y el de
hiperpolarización.
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2. Representar un gráfico de tensión - tiempo una sacudida muscular (contracción mecánica) de
una fibra rápida y una fibra lenta. Prepárate para discutir con tus compañeros si se podría producir
una nueva sacudida antes de que esta llegue al estado de relajación completa y porqué. Recuerda
colocar el nombre a cada eje según corresponda.
Duración de las contracciones isométricas de diferentes tipos de músculos esqueléticos de mamífero, que
muestran un período de latencia entre el potencial de acción (despolarización) y la contracción muscular.
MUSCULO OCULAR: contracción isometrica de duración inferior a 1/40s
MUSCULOS GASTROCNEMIO: contracción al rededor de 1/15s de duración 
MUSCULO SOLEO: duración de al rededor 1/s.
Estas duraciones están adaptadas a la función de cada uno de estos músculos.
Los movimientos oculares deben ser extremadamente rápidos pata mantener la fijación de los
ojos en objetos específicos, y el musculo gastrocnemio se debe contraer con una moderadas
rapidez con el fin de proporcionar suficiente velocidad de movimiento a las piernas para correr y
saltar, mientras que el musculo soleo esta implicado principalmente en la contracción lenta para el
soporte continuo del cuerpo en contra la gravedad. 
Fibras rápidas y lentas 
Fibras lentas (tipo I, músculo rojo).
1) Fibras más pequeñas, 2) también están inervadas por fibras nerviosas más pequeñas, 3)
vascularización y capilares más extensos para aportar cantidades adicionales de oxígeno, 4)
números muy elevados de mitocondrias, también para mantener niveles elevados de metabolismo
oxidativo, y 5) las fibras contienen grandes cantidades de mioglobina, una proteína que contiene
hierro y que es similar a la hemoglobina de los eritrocitos. La mioglobina se combina con el
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oxígeno y lo almacena hasta que sea necesario; esto también acelera mucho el transporte de
oxígeno hacia las mitocondrias. La mioglobina da al músculo lento un aspecto rojizo y el nombre
de músculo rojo.
Fibras rápidas (tipo II, músculo blanco).
1) Fibras grandes para obtener una gran fuerza de contracción, 2) retículo sarcoplásmico extenso
para una liberación rápida de iones calcio para iniciar la contracción, 3) grandes cantidades de
enzimas glucolíticas para la liberación rápida de energía por el proceso glucolítico, 4)
vascularización menos extensa porque el metabolismo oxidativo tiene una importancia secundaria,
y 5) menos mitocondrias, también porque el metabolismo oxidativo es secundario. Un déficit de
mioglobina roja en el músculo rápido le da el nombre de músculo blanco.
Sacudida muscular 
3. Explicar brevemente el principio de todo o nada.
Una vez que se ha originado un potencial de acción en cualquier punto de la membrana de una
fibra normal, el proceso de despolarización viaja por toda la membrana si las condiciones son las
adecuadas, o no viaja en absoluto sino lo son. Esto se denomina principio del todo o nada y se
aplica a todos los tejidos excitables normales. De manera ocasional el potencial de acción alcanza
un punto de la membrana en el que no genera un voltaje suficiente como para estimular la
siguiente zona de la membrana. Cuando esto se produce se interrumpe la diseminación de la
despolarización. Por tanto, para que se produzca la propagación continuada de un impulso, en
todo momento el cociente del potencial de acción respecto al umbral de excitación debe ser mayor
de 1. Este requisito de «mayor de 1» se denomina factor de seguridad para la propagación. 
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Potencial de acción nervioso 
Cada potencial de acción comienza con un cambio súbito desde el potencial de membrana
negativo en reposo normal hasta un potencial positivo y después termina con un cambio casi igual
de rápido de nuevo hacia el potencial negativo. Para conducir una señal nerviosa el potencial de
acción se desplaza a lo largo de la fibra nerviosa hasta que llega al extremo de la misma. 
Fase de reposo: este es el potencial de membrana en reposo antes del comienzo del potencial
de acción. Se dice que la membrana está «polarizada» durante esta fase debido al potencial de
membrana negativo de -9 0 mV que está presente. 
Fase de despolarización: En este momento la membrana se hace súbitamente muy permeable a
los iones sodio, lo que permite que un gran número de iones sodio con carga positiva difunda
hacia el interior del axón. El estado «polarizado» normal de -9 0 mV se neutraliza inmediatamente
por la entrada de iones sodio cargados positivamente, y el potencial aumenta rápidamente en
dirección positiva. Esto se denomina despolarización. En las fibras nerviosas grandes el gran
exceso de iones sodio positivos que se mueven hacia el interior hace que el potencial de
membrana realm ente se «sobreexcite» más allá del nivel cero y que se haga algo positivo. En
algunas fibras más pequeñas, así como en muchas neuronas del sistema nervioso central, el
potencial simplemente se acerca al nivel cero y no hay sobreexcitación hacia el estado positivo. 
Fase de repolarización: En un plazo de algunas diezmilésimas de segundo después de que la
membrana se haya hecho muy permeable a los iones sodio, los canales de sodio comienzan a
cerrarse y los canales de potasio se abren más de lo normal. De esta manera, la rápida difusión
de los iones potasio hacia el exterior restablece el potencial de membrana en reposo negativo
normal. Esto se denomina repolarización de la membrana. Para explicar más en detalle los
factores que producen tanto la despolarización como la repolarización se describirán las
características especiales de otros dos tipos de canales transportadores que atraviesan la
membrana nerviosa: los canales de sodio y de potasio activados por el voltaje. 
 Física Biomédica 2019 Siares Anahi 
Canales de sodio y potasio activados por el voltaje 
El actor necesario en la producción tanto de la despolarización como de la repolarización de la
membrana nerviosa durante el potencial de acción es el canal de sodio activado por el voltaje. Un
canal de potasio activado por el voltaje también tiene una función importante en el aumento de la
rapidez de la repolarización de la membrana. Estos dos canales activados por el voltaje tienen una
función adicional a la de la bomba Na+ - K+ y de los canales de fuga K+.
Fenómenos que causan el potencial de acción 
La figura, muestra de manera resumida los fenómenos secuenciales que se producen durante el
potencial de acción y poco después del mismo. La parte inferior de la figura muestra los cambios
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de la conductancia de la membrana a los iones sodio y potasio. Durante el estado de reposo,
antes. de que comience el potencial de acción, la conductancia a los iones potasio es 50 a 100
veces mayor que la conductancia a los iones sodio. Esto se debe a una fuga mucho mayor de
iones potasio que sodio a través de los canales de fuga. Sin embargo, al inicio del potencial de
acción se activan instantáneamente los canales de sodio y dan lugar a un aumento de la
conductancia al sodio de 5.000 veces. Después el proceso de inactivación cierra los canales de
sodio en otra fracción de milisegundo. El inicio del potencial de acción también produce activación
por el voltaje de los canales de potasio, haciendo que empiecen a abrirse más lentamente una
fracción de milisegundo después de que se abran los canales de sodio. Al final del potencial de
acción, el retorno del potencial de membrana al estado negativo hace que se cierren de nuevo los
canales de potasio hasta su estado original, pero una vez más sólo después de una dem ora de 1
ms o más. La porción media de la figura 5-10 muestra el cociente de la conductancia al sodio
respecto a la conductancia al potasio en todo momento durante el potencial de acción, y por
encima de este valor está el propio potencial de acción. Durante la primera porción del potencial
de acción el cociente de la conductancia al sodio respecto a la del potasio aumenta más de 1.000
veces. Por tanto, fluyen muchos más iones sodio hacia el interior de la fibra que iones potasio
salen hacia el exterior. Esto es lo que hace que el potencial de membrana se haga positivo al
inicio del potencial de acción. Después empiezan a cerrarse los canales de sodio y empiezan a
abrirse los canales de potasio, de modo que el cociente de conductancias se desplaza más a
favor de la elevada conductancia al potasio con una baja conductancia al sodio. Esto permite una
pérdida muy rápida de iones potasio hacia el exterior, con un flujo prácticamente nulo de iones
sodio hacia el interior. En consecuencia, el potencial de acción vuelve rápidamente a su nivel
basal. 
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Actividad Practica N° 7
Sonido y audición
El sonido
 Es cualquier fenómeno que involucre la propagación en forma de ondas elásticas (sean audibles
o no), generalmente a través de un fluido (u otro medio elástico) que esté generando el
movimiento vibratorio de un cuerpo. 
El sonido humanamente audible consiste en ondas sonoras consistentes en oscilaciones de la
presión del aire, que son convertidas en ondas mecánicas en el oído humano y percibidas por el
cerebro. La propagación del sonido es similar en los fluidos, donde el sonido toma la forma de
fluctuaciones de presión. En los cuerpos sólidos la propagación del sonido involucra variaciones
del estado tensional del medio. 
Propagación: El sonido se propaga a través del aire como una onda longitudinal. La velocidad del
sonido se determina por las propiedades del aire, y no por la frecuencia o amplitud del sonido. Las
ondas de sonido, así como otros tipos más de ondas, pueden ser descritas en términos de los
siguientes fenómenos de onda básicos 
Intensidad del sonido 
La intensidad del sonido I se puede expresar en decibelios por encima del umbral de
audición estándar I0 . La expresión es:
El logaritmo involucrado, es exactamente la potencia de diez de la intensidad del sonido
expresada como un múltiplo del umbral de la intensidad de audición. Ejemplo: Si I= 10.000 veces
el umbral, entonces el ratio de la intensidad a la intensidad de umbral es 104, la potencia de diez
es 4, y la intensidad es 40 dB: 
El factor de diez que multiplica al logaritmo, lo hace decibelio en vez de belio, y se incluye porque
la diferencia apenas perceptible (JND) en la intensidad del sonido del oído humano estándar, es
un decibelio.
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http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/Sound/db.html#c4
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/Sound/db.html#c2
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/Sound/intens.html#c3
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/Sound/intens.html#c3
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/Sound/intens.html#c1
https://www.ecured.cu/S%C3%B3lido
https://www.ecured.cu/Cerebro
https://www.ecured.cu/Aire
https://www.ecured.cu/Presi%C3%B3n
https://www.ecured.cu/Vibraci%C3%B3n
Los decibelios proporcionan una medición relativa de la intensidad del sonido. Esta unidad que se 
basa en las potencias de diez, da un rango manejable de números, que abarca el amplio rango de
respuesta de la audición humana, desde el umbral estándar de audición a 1000 Hz, hasta el 
umbral de dolor a unos diez billones de veces esa intensidad.
Otra consideración que impulsa el uso de potencias de 10 para la medición del sonido, es la regla 
de oro del volumen sonoro: se precisa 10 veces la intensidad del sonido para que sea apreciada 
como el doble de fuerte.
Movimiento Periódico
Una masa suspendida de un muelle, es un ejemplo de movimiento periódico con una frecuencia
simple, llamado movimiento armónico simple. 
El movimiento que se repite de forma precisa, se puede describir con los siguientes términos:
Periodo: el tiempo necesario para realizar un ciclo completo, T en segundos/ciclo
Frecuencia: el número de ciclos por segundo, f en 1/segundos o Hercios (Hz)
Amplitud: el máximo desplazamiento desde el equilibrio, A
y si el movimiento periódico está en forma de propagación de onda, se necesita también
Velocidad de propagación: v
Longitud de onda: distancia repetida de la onda λ.
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http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/wavrel.html#c1
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/wavrel.html#c1
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/Sound/wavplt.html#c2
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/Sound/sound.html#c3
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/Sound/sound.html#c3
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/Sound/sound.html#c3
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/soushm.html#c1
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/Sound/loud.html#c1
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/Sound/loud.html#c2
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/Sound/loud.html#c2
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/Sound/intens.html#c4
Gráficos de Ondas
Las ondas se pueden representar como función del tiempo o de la distancia. En cualquiera de los 
casos, una onda de frecuencia única aparecerá como una onda sinusoidal. La longitud de onda se
puede determinar a partir del gráfico de distancia. El periodo y la frecuencia se pueden obtener 
desde el gráfico de tiempo. La velocidad de la onda se puede determinar a partir de los dos juntos.
Efecto Doppler
Se oye el tono alto de la sirena de la ambulancia que se acerca, y se nota que su tono cae 
repentinamente cuando pasa la ambulancia. Eso se llama el efecto Doppler.
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Cuando pasa un vehículo con una sirena, se observa un descenso notable en el tono del sonido 
de la sirena cuando pasa. Este es un ejemplo del efecto Doppler. Una fuente que se aproxima, va 
acortando el período de la onda de sonido por lo que la longitud de onda efectiva se acorta, dando
un tono más alto ya que la velocidad de la onda no se modifica. De manera similar el tono de una 
fuente de sonido que se aleja se reducirá. 
Sonido, Ley del Inverso del Cuadrado
La intensidad del sonido proveniente de una fuente puntual, si no hay reflexiones o 
reverberaciones, obedece la ley del inverso del cuadrado,. Una gráfica muestra esta abrupta caída
de intensidad.
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http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/Acoustic/invsqs.html#c2
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/forces/isq.html#isq
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/Acoustic/reverb.html#c1
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/sound/intens.html#c1
Reflexión del Sonido
La reflexión del sonido sigue la ley de "el ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión",
llamada a veces ley de la reflexión. El mismo comportamiento se observa con las ondas de luz y
de otro tipo, y con el rebote de una bola de billar contra una banda de la mesa. Las ondas
reflejadas pueden interferir con las ondas incidentes, produciendo patrones de interferencia
constructiva y destructiva. Esto puede llevar a resonancias denominadas ondas estacionarias
confinadas. También significa que la intensidad del sonido cerca de una superficie dura se mejora
debido a que la onda reflejada se suma a la onda incidente, dando una amplitud de presión que es
dos veces mayor en una delgada "zona de presión" cerca de la superficie. Esto se utiliza en los
micrófonos de zona de presión para aumentar la sensibilidad. La duplicación de la presión da un
aumento de 6 decibelios en la señal captada por el micrófono. La reflexión de ondas en cuerdas y
columnas de aire son esenciales para la producción de ondas estacionarias resonantes en esos
sistemas.
Refracción del Sonido
La refracción es la curvatura de las ondas cuando entran en un medio donde su velocidad es 
diferente. La refracción con el sonido no es un fenómeno tan importante como con la luz, donde es
responsable de la formación de imágenes por lentes, por el ojo, cámaras, etc. Sin embargo la 
curvatura de las ondas sonoras es una fenómeno interesante en el sonido.
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http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/Sound/refrac.html#c2
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/vision/rfreye.html#c2
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/vision/rfreye.html#c1
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/geoopt/imgfor.html#c1
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/waves/opecol.html#c1
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/waves/string.html#c1
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/Sound/reflec.html#c3
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/waves/standw.html#c4
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/phyopt/fermat.html#c1
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Piezoelectricidad 
Es un fenómeno presentado por determinados cristales que al ser sometidos a tensiones
mecánicas adquieren una polarización eléctrica en su masa, apareciendo una diferencia de
potencial y cargas eléctricas en su superficie. El efecto piezoeléctrico es normalmente reversible:
al dejar de someter los cristales a un voltaje exterior o campo eléctrico, recuperan su forma.
(EcuRed).
Este fenómeno también se presenta a la inversa, esto es, se deforman bajo la acción de fuerzas
internas al ser sometidos a un campo eléctrico. Piezoelectricidad Inversa 
 Física Biomédica 2019 Siares Anahi 
	Ley de Poiseuille
	Ley de LaPlace
	El sonido
	Movimiento Periódico
	Gráficos de Ondas
	Efecto Doppler
	Sonido, Ley del Inverso del Cuadrado
	Reflexión del Sonido
	Refracción del Sonido