FISICA APPLICATA ALLE SCIENZE MOTORIE, STATISTICA E INFORMATICA
cod. 14472

Anno accademico 2007/08
1° anno di corso - Primo semestre
Docente responsabile dell'insegnamento
BULUGGIU Enrico
insegnamento integrato
8 crediti
sede:
insegnamento
in - - -

Insegnamento strutturato nei seguenti moduli:

Obiettivi formativi

<br />Per quanto concerne Fisica, il corso intende dare una formazione di base che sia propedeutica per altre importanti discipline, 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.                                                                                       L’insegnamento di Statistica è suddiviso in due moduli, Statistica e Statistica Sociale, e si propone di dare i principi basilari di questa disciplina ad un livello che possa consentire facili, ma giá significative applicazioni sia nel campo biomedico che sociale. Alla fine del processo di studio lo studente dovrebbe possedere le principali nozioni riguardanti il concetto di probabilità e relative proprietà, la misura di grandezze a carattere aleatorio, il trattamento di un set di dati con estrazione dei parametri statisticamente più significativi, le variabili casuali più notevoli e loro distribuzioni, l’uso delle principali tavole statistiche, il problema del campionamento e la stima dei più usuali parametri statistici di una popolazione, i principali test sulle ipotesi (parametrici e non parametrici) e loro applicazione.

Prerequisiti

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Contenuti dell'insegnamento

<br />Per il modulo di Fisica:<br /> <br />Grandezze fisiche scalari e vettoriali e loro misura. <br />Fondamenti di meccanica: Statica e dinamica dei corpi – I principi della dinamica – Vari tipi di forze - Aspetti energetici e varie forme di energia meccanica – Aspetti fondamentali dei moti rotanti – Momenti e leve - Statica e dinamica del corpo umano – Fenomeni elastici, flessione, torsione e implicazioni su ossa e vasi sanguigni.<br />Meccanica dei fluidi: Aspetti statici (leggi di Pascal e Archimede, barometro e dipendenza della pressione arteriosa dalla postura. Tensione superficiale, pressione di Laplace e notevoli conseguenze sul circolo sanguigno). <br />Aspetti dinamici (Liquido ideale 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).<br />Aspetti termici e termodinamici: Temperatura e calore – Meccanismi di propagazione del calore – I fluidi comprimibili e leggi che li governano – Termoregolazione del corpo umano - Principi della termodinamica - Macchine termiche e rendimento – Entropia.<br />Fenomeni ondulatori: Moti armonici e ciclici – Pendolo - Onde elastiche e proprietà ondose – Suono e suoi caratteri distintivi – L’ orecchio umano – Gli ultrasuoni in ecografia.<br />Cenni su Elettromagnetismo e Ottica: Cariche e forze elettriche – Campo elettrico e potenziale elettrostatico – Intensità di corrente e legge di Ohm – Forza elettromotrice – Effetto Joule -Conduzione elettrica nelle soluzioni - Cenni su: potenziale d’azione, trasmissione elettrica dell'impulso nervoso, elettrocardiogramma.<br />Campo magnetico e forze magnetiche – Il fenomeno dell’induzione elettromagnetica (Faraday) – <br />Riflessione e rifrazione della luce – Riflessione totale e fibra ottica – I sistemi ottici (specchi, lenti sottili, microscopio) – L’occhio umano – Principali ametropie e loro correzione –<br />Le onde elettromagnetiche – I raggi X – Interazione con la materia e applicazioni diagnostiche – Il laser: applicazioni in Medicina. <br /> <br />Per il modulo di Statistica e Statistica Sociale:<br /> <br />Probabilità e frequenza:   Evento “unione” ed evento “composto”- Teorema di Bayes.<br />Trattamento dei dati:  Media aritmetica, scarti dalla media, varianza e deviazione standard – <br />Covarianza di due set di dati e coefficiente di correlazione di Pearson –<br />Il probema del fit:  Fit di punti sperimentali con funzioni matematiche – Il criterio dei minimi quadrati – Retta di regressione <br />La variabile casuale: Variabile casuale, spettro e distribuzione di probabilità – Valore atteso e varianza della popolazione e di un campione.  Distribuzione cumulativa, mediana e quantili – Variabile standardizzata e altre funzioni di v.c. – Le principali distribuzioni statistiche (uniforme, binomiale, di Poisson, normale, normale standard, t-Student, Chi-quadrato, F). <br />Il teorema del limite centrale e la media campionaria.<br />Campionamento e inferenza:  Numeri casuali e “randomizzazione”- Stima di “mu” e “sigma” dai dati di un campione e intervallo di confidenza – Dimensione campionaria minima – Test delle ipotesi – Test a una e due code – Significatività e valori critici – I più comuni tipi di test per “mu” e “sigma” per uno e due campioni – Analisi della varianza e test F – Errori “alfa” e “beta” e potenza del test.<br />Misura fisica ed errori: Operazione di misura e suo risultato – Convenzioni sull’errore – Misure di differente precisione e media pesata – Grandezza “funzione” e propagazione degli errori. <br />Rapporti statistici (di composizione e derivazione): Tasso di morbosità (prevalenza, incidenza, rischio relativo) – Tasso di morbilità – Tasso di mortalità – Tassi generici e specifici.<br />Tassi standardizzati: Metodo di standardizzazione diretto e indiretto – Scale e indicatori sociali – Speranza di vita.<br />Test non parametrici: Il rango – Test a ranghi di Mann-Whitney – Test a ranghi con segno di Wilcoxon –Test a ranghi di Kruskal-Wallis – Test delle persistenze di Wald-Wolfowitz – Test Chi-quadrato – Tabelle di contingenza e test di indipendenza – Test esatto di Fisher – Test di Kolmogorov-Smirnov – Test di McNemar.<br /> 

Programma esteso

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Bibliografia

Per i testi vedi gli specifici corsi d'insegnamento. 

Metodi didattici

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Modalità verifica apprendimento

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Altre informazioni

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