Física ajuda a estudar o coração

Tarso Paulo Rodrigues*
Especial para a Folha de S. Paulo

Na última coluna, destacamos que a transversalidade entre a física e a biologia tem sido explorada em inúmeros temas nos vestibulares. Uma questão da Unifesp/2003, por exemplo, afirmava:

"O eletrocardiograma é um dos exames mais comuns da prática cardiológica. Criado no início do século 20, é utilizado para analisar o funcionamento do coração em função das correntes elétricas que nele circulam. Uma pena ou caneta registra a atividade elétrica do coração, movimentando-se transversalmente ao movimento de uma fita de papel milimetrado, que se desloca em movimento uniforme com velocidade de 25 mm/s. A figura mostra parte de uma fita e um eletrocardiograma. Sabendo-se que a cada pico maior está associada uma contração do coração, determine a frequência cardíaca dessa pessoa, em batimentos por minuto".

Uma solução do exercício é observar que, durante duas contrações sucessivas, o papel deslocou-se 20mm com velocidade constante de 25mm/s. Como o intervalo de tempo entre dois picos sucessivos é 0,8s, o que corresponde ao período do batimento cardíaco. Sendo a frequência cardíaca o número de batimentos em um determinado intervalo de tempo, podemos concluir que o ritmo cardíaco da pessoa, em 60 segundos, atinge 75 batimentos por minuto.

Outra interessante interdisciplinaridade entre a física e a biologia é a audiologia. A sensibilidade para ouvir sons varia bastante de pessoa para pessoa. Em um adulto normal, os limites de audibilidade situam-se entre 20Hz (sons graves) e 20.000Hz (sons agudos).

A nossa audição atinge a melhor percepção na faixa de 2.000Hz a 4.000Hz, pois somos mais sensíveis a ondas sonoras com comprimentos de onda que tenham cerca de quatro vezes o comprimento do canal auditivo externo. Para uma pessoa cujo canal auditivo externo meça aproximadamente 2,5 cm, podemos determinar a frequência a que seu ouvido é mais sensível. Como a velocidade (V) do som no ar é de 340m/s e se relaciona com o comprimento e a frequência da onda (f) por meio da expressão concluímos que, para essa pessoa, a frequência de maior sensibilidade se encontra em torno de 3.400Hz.