FISICA M - Z

Sono previste lezioni frontali ed esempi di applicazione su specifici argomenti. Il bagaglio di conoscenze fornito allo studente lo mette in grado di affrontare i corsi più specifici del piano di studi; particolare importanza viene data al contributo della fisica nelle applicazioni nel campo biomedico contenute nel programma. Al termine del corso, lo studente avrà appreso gli elementi fondamentali del metodo sperimentale, le leggi fisiche di base e avrà avuto modo di conoscere diverse applicazioni delle stesse in campi inerenti al corso di studio. La correttezza formale nell’esposizione degli argomenti trattati viene tenuta in particolare considerazione, nell'ambito delle conoscenze matematiche acquisite dallo studente in corsi precedenti.

Si intendono perseguire i seguenti obiettivi formativi:

• accrescere la conoscenza e la capacità di comprensione riguardo ai fondamenti della fisica
• accrescere le competenze applicative relative a procedure metodologiche e strumentali utili anche per la ricerca in campo biologico
• stimolare la capacità logico-deduttiva

Lezioni teoriche frontali ed esempi numerici su specifici argomenti.

Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.

Indispensabili: conoscenze di base di analisi matematica, geometria e trigonometria

Obbligatoria

INTRODUZIONE: Grandezze fisiche, unità di misura, cifre significative, errore di misura, grandezze scalari e grandezze vettoriali, operazioni con i vettori, componenti di un vettore e versori.

MECCANICA: Moti unidimensionali. Velocita’. Accelerazione. Moto uniformemente accelerato. Moti piani. Moto parabolico. Moto circolare uniforme. Accelerazione tangenziale e radiale in un moto piano.
Forze. Leggi della dinamica. Forza gravitazionale. Moto dei corpi rigidi. Momento di una forza. Prodotto vettoriale. Baricentro. Condizioni di equilibrio. Leve. Attrito statico e dinamico. Dinamica del moto circolare. Forza Centrifuga.
Statica di articolazioni. Esempi di leve fisiologiche. Legge di Hooke e modulo di Young. Fratture ossee.
Lavoro. Prodotto scalare tra vettori. Lavoro di una forza variabile. Forza elastica. Lavoro svolto da una molla. Teorema dell’energia cinetica. Forze conservative e non conservative. Energia potenziale. Conservazione dell’energia meccanica totale. Momento di inerzia ed energia rotazionale. Quantita’ di moto. Teorema dell’impulso. Urti eleastici e anelastici. Conservazione del momento angolare (cenni).

MECCANICA DEI FLUIDI: Densita’ e pressione nei fluidi. Legge di Stevino. Principio di Pascal. Ventose. Pressa idraulica. Principio di Archimede e gallleggiamento dei corpi. Portata. Equazione di continuita’. Teorema di Bernoulli. Fluidi viscosi. Moto in regime laminare. Legge di Poiseuille. Moto in regime turbolento. Legge di Stokes. Trascinamento viscoso. Centrifugazione. Coesione. Tensione superficiale. Legge di Laplace. Flottazione.
Applicazione dell’equazione di continuita’ al circuito idrodinamico del sangue. Viscosita’ del sangue. Lavoro e potenza cardiaca. Variazioni di pressione nel circuito del sangue. Aneurisma e stenosi. Sfigmomanometro. Velocità di eritrosedimentazione, centrifugazione.

TERMODINAMICA: Termometri e scale di temperatura, dilatazione termica di solidi e liquidi. Gas ideali. Cenni di teoria cinetica dei gas. Calore e lavoro. Calore specifico. Calore latente e cambiamenti di fase. Conduzione termica. Convezione. Irraggiamento. Energia interna. Primo principio della termodinamica. Termoregolazione. Metabolismo. Secondo Principio della termodinamica (cenni). Diffusione molecolare. Pressione osmotica (cenni).

ELETTROMAGNETISMO: Fenomeni elettrici. Carica. Legge di Coulomb. Campo elettrico. Campo di un dipolo elettrico. Linee di forza. Flusso del campo elettrico. Teorema di Gauss. Applicazioni del teorema di Gauss. Campo elettrico uniforme. Potenziale elettrico. Conduttore cavo. Capacita’. Condensatore piano. Condensatori in parallelo e in serie. Dipolo in un capo uniforme (cenni). Effetto dei dielettrici.
Corrente elettrica. Legge di Ohm. Potenza dissipata ed effetto Joule. Resistenze in serie e in parallelo. Forza elettromotrice. Circuito RC e pacemaker. Fenomeni bioelettrici. Potenziale d’azione. Propagazione degli impulsi nervosi. Campi magnetici. Forza agente su una carica. Solenoide. Induzione elettromagnetica. Legge di Faraday. Generatore di corrente alternata. Trasformatore. Defibrillatore. Effetti della corrente. Risonanza magnetica nucleare. Equazioni di Maxwell e onde elettromagnetiche (cenni).

ONDE E OTTICA: Fenomeni ondulatori. Onde sonore. Ultrasuoni e applicazioni. Spettro delle onde elettromagnetiche. Effetti sulla salute umana. Polarizzazione. Legge di Malus. Laser e applicazioni. Riflessione della luce. Rifrazione della luce. Legge di Snell. Dispersione della luce. Riflessione interna totale. Fibre ottiche e endoscopi. Formazioni delle immagini da specchi e lenti. Microscopio ottico.

1. Principi di Fisica – Serway, Jewett - EdiSES

2. D. Scannicchio, E. Giroletti, Elementi di Fisica Biomedica, EdiSES

L’esame consiste in due prove, una scritta e una orale. Lo scritto verrà valutato ai fini dell’ammissione alla prova orale.

La prova scritta consiste nella risoluzione di alcuni esercizi. La prova orale serve a verificare la conoscenza, la comprensione e l’esposizione degli argomenti trattati durante le lezioni.

La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.

Le domande e gli esercizi riguardano TUTTI gli argomenti trattati durante il corso.