Obiettivi formativi
<br />Il corso intende dare una formazione di base che sia propedeutica per altre importanti discipline del Corso di Laurea, quali Chimica, Biologia, Fisiologia, Biochimica, Teoria e Metodologia del Movimento, ecc. che sulla fenomenologia fisica si fondano o di essa fanno frequente implicito uso. Il corso si ripromette altresí di dare i rudimenti concettuali necessari per una comprensione pur sommaria di alcune importanti tecnologie che sempre piú di frequente accompagnano l’opera del medico quali ad esempio: centrifughe, endoscopi, microscopi, trasduttori per ecografia a ultrasuoni, raggi laser, apparati radiologici e NMR, rivelatori di radiazione, ecc. Come ultima finalitá, ma forse la piú importante, il corso si prefigge di dare allo studente uno stimolo per il raggiungimento di una maggiore confidenza su concetti di uso comune, ma non sempre sufficientemente chiariti dagli studi pregressi, quali: azioni meccaniche tra corpi a contatto, sforzi ed energie in gioco, aspetti dinamici conseguenti a forze elastiche e urti, attriti e aspetti termici e termodinamici, proprietá statiche e dinamiche di fluidi gassosi e liquidi, luce e sue manifestazioni anche in relazione alla struttura dell’occhio e ai suoi difetti fisici; fondamenti dei fenomeni elettrici, magnetici e nucleari, le leggi che governano potenziali e correnti; radiazioni elettromagnetiche e nucleari, perturbazioni indotte nei mezzi attraversati e aspetti di rivelazione e controllo.
Prerequisiti
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Contenuti dell'insegnamento
<br />1. Introduzione. <br />Grandezze fisiche. Dimensioni. Leggi di scala. Unità di misura. Alcune nozioni matematiche di base: richiami di trigonometria. Cenni di calcolo vettoriale: scalari e vettori. Componenti di un vettore. Operazioni con vettori.<br />2. Fondamenti di meccanica e biomeccanica. <br />Cinematica in 1 dimensione: velocità e accelerazione lineari e angolari. Caduta dei gravi. Cinematica in 2 dimensioni: moto del proiettile, moto circolare. Moti relativi. La forza e i principi della dinamica. Massa e peso. Diagramma di corpo libero. Forze di contatto (attrito, normale). Lavoro e teorema dell'energia cinetica. Campi di forze conservative ed energia potenziale. Conservazione dell'energia meccanica. Centro di massa e quantità di moto. Conservazione della quantità di moto. Impulso e urti. Momento di una forza. Momento angolare e sua conservazione. Condizioni di equilibrio e baricentro. Moto dei corpi rigidi: traslazione e rotazione, momento di inerzia. Equazione del moto per la rotazione di un corpo rigido. Energia cinetica di rotazione. Momento angolare di un corpo rigido: applicazioni al movimento umano. Statica del corpo umano: le leve, i vincoli. Esempi: equilibrio di articolazioni. Fenomeni di deformazione dei materiali. Elasticità: legge di Hooke, flessione e torsione. Esempi nel corpo umano. Elasticità di ossa e vasi sanguigni. Fratture ossee. Cenni sui muscoli e sulla contrazione muscolare. <br />3. Meccanica dei fluidi.<br />Pressione. Fluidostatica: leggi di Pascal, Stevino ed Archimede. Il barometro. Pressione sanguigna e sua misura. Tensione superficiale. Formula di Laplace e capillarità. Teorema di Bernoulli e sue applicazioni. Liquidi reali e viscosità. Legge di Poiseuille e resistenza idraulica. Formula di Stokes. Regime laminare e turbolento. Fluidi non newtoniani. Cenni al sistema circolatorio nel corpo umano.<br />4. Termologia, gas e termodinamica. <br />Dilatazione termica; temperatura e calore. Propagazione del calore. Equazione di stato dei gas ideali. Primo e secondo principio della termodinamica. Termoregolazione del corpo umano. Macchine termiche e loro rendimento. Ciclo di Carnot. Cenni sull'entropia.<br />5. Cenni sui fenomeni ondulatori ed elettrici e sull’ottica geometrica.<br /> Oscillazioni, moto armonico. Pendolo semplice e fisico. Onde elastiche e loro propagazione. Il suono ed i suoi caratteri distintivi. Intensità sonora. L’orecchio umano. Cenni sugli ultrasuoni: ecografia. Cariche e forze elettriche. Campo elettrico e potenziale elettrostatico. Legge di Coulomb. Capacità e condensatori. Intensità di corrente e legge di Ohm. Resistenza elettrica. Forza elettromotrice. Effetto Joule. Conduzione elettrica nelle soluzioni. Cenni sul potenziale d’azione: trasmissione elettrica dell'impulso nervoso; l'elettrocardiogramma. Il campo magnetico: generazione, effetti; induzione magnetica e legge di Faraday. Riflessione e rifrazione della luce. Specchi. Riflessione totale: fibra ottica. Diottro sferico. Lenti sottili e costruzione delle immagini. Sistemi ottici centrati; l’occhio umano. Principali ametropie e loro correzione. Le onde elettromagnetiche ed il loro spettro. I raggi X. Interazione della radiazione X con la materia: applicazioni diagnostiche. Il laser: applicazioni nella Medicina.
Programma esteso
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Bibliografia
<br />Testi consigliati:<br />F. Borsa – G.L.Introzzi - D. Scannicchio, Elementi di Fisica, edizioni Unicopli, Milano (1997).<br />E. Ragozzino, Elementi di Fisica per studenti di scienze biomediche, EdiSES, Napoli (1998).<br /> <br />Altri testi utili:<br />J. D. Cutnell, K. W. Johnson, Fisica, Zanichelli, Bologna (1994).<br />D.M. Burns e S.C.G. MacDonald, Fisica per studenti di biologia e medicina, Zanichelli, Bologna (1998).<br />J.S. Walker, Fondamenti di Fisica, Zanichelli, Bologna (2005).<br />
Metodi didattici
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Modalità verifica apprendimento
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Altre informazioni
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