Codice insegnamento

4S02595

Docente

Pasquina Marzola

Crediti

4

Lingua di erogazione

Italiano

Settore Scientifico Disciplinare (SSD)

FIS/07 - FISICA APPLICATA (A BENI CULTURALI, AMBIENTALI, BIOLOGIA E MEDICINA)

Periodo

Lezioni 1° semestre 2°- 6° anno dal 2 ott 2017 al 21 dic 2017.

Sede

VERONA

Orario Lezioni Moodle Seminari 0

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Obiettivi formativi

Il corso si propone di fornire agli studenti le conoscenze essenziali di Meccanica, Fluidodinamica, Ottica, Termodinamica ed Elettrologia.
Al completamento del corso gli studenti saranno in grado di:
a) Dimostrare di aver acquisito una approfondita conoscenza delle leggi fondamentali della Fisica.
b) Comprendere come tali leggi possano essere applicate nei diversi ambiti di interesse biomedico e nei problemi concreti che affronteranno durante il corso di studi.
c) Risolvere semplici problemi di Fisica, anche applicati a fenomeni di rilevanza biomedica e biologica.

Programma

1-Introduzione
Grandezze fisiche, analisi dimensionale, sistemi coerenti di unità di misura. Unità di misura pratiche. Grandezze scalari e vettoriali. Elementi di calcolo vettoriale ( somma, sottrazione, prodotto scalare, prodotto vettoriale). Metodo grafico e Analitico.
2- Richiami di Meccanica
Posizione, spostamento, velocità e accelerazione. Velocità media ed istantanea. Moto rettilineo uniforme. Moto rettilineo uniformemente accelerato. Moto circolare uniforme. Moti piani.
Definizione di Forza ed unità di misura. Le tre leggi della dinamica. Forza di gravità e forza peso. Reazione vincolare. Quantità di moto e sua conservazione. Lavoro ed Energia. Teorema della energia cinetica. Forze conservative e dissipative. Energia potenziale, principio di conservazione della energia meccanica. Campo gravitazionale, campo di forze elastiche. Potenza.
Momento di una forza e di una coppia di forze. Momento di inerzia, Momento angolare. Centro di Massa, condizioni di equilibrio dei corpi rigidi. Leva di I; II; III genere. Analisi dell’equilibrio statico in alcune situazioni reali come muscoli e articolazioni. Proprietà meccaniche e tecnologiche dei materiali: Modulo di Young e legge di Hooke.
3- Fluidi
Definizione di pressione, Portata, unità di misura ufficiali e pratiche. Manometri. Sfigmomanometro. Legge di Pascal, legge di Stevino, principio di Archimede. Fluido ideale, Equazione di continuità, Teorema di Bernoulli. Effetto Venturi. Fluido viscoso, unità di misura della viscosità. Legge di Poiseuille, Resistenza idraulica. Esercizi ed Applicazioni nel sistema circolatorio. Flusso in regime laminare e vorticoso, numero di Reynolds. Lavoro cardiaco. fattore Cinetico. Tensione superficiale. Legge Laplace. Esempi di utilizzo della legge di Laplace. Capillarità.
4- Fenomeni elettrici
Carica elettrica, definizioni ed unità di misura. Legge di Coulomb. Campo elettrico, Energia, Potenziale elettrico. Definizione ed unità di misura. Dipolo elettrico, strato dipolare, potenziale di una cellula quiescente e di un fronte di depolarizzazione. Legge di Ohm, legge Joule, resistenze in serie e parallelo, circuiti in c.c. Capacità, condensatori in serie e in parallelo. Potenza elettrica. Circuito RC. Cenni di Elettromagnetismo: Vettore induzione magnetica, vettore intensità di campo magnetico: definizione ed unità di misura. Forza di Lorentz, Legge di Ampère, Legge di Faraday-Neumann-Lenz. Esempi applicativi. Principio di funzionamento di alcune apparecchiature mediche.

5-Termologia e termodinamica
La temperatura, il calore, il calore specifico. Definizioni e unità di misura. Termometro e scale delle temperature. Trasferimento del calore per conduzione, convezione, irraggiamento. Evaporazione. Equazione di stato dei gas perfetti. Trasformazioni Termodinamiche. Primo e secondo principio della termodinamica. Entropia (cenni).

6-Ottica e Onde
Fenomeni ondulatori, onde meccaniche ed elettromagnetiche. Lunghezza d’onda, frequenza e velocità di propagazione, Intensità. Onde sonore. Leggi della riflessione e della rifrazione. Fibre ottiche e applicazioni mediche. Specchio piano. Approssimazione parassiale dell’ottica geometrica. Diottri sferici, Lenti sottili. Equazione dei punti coniugati per le lenti sottili. Costruzioni di immagini. Il microscopio semplice.

7- Fisica atomica, Nucleare, Radioattività e Radioprotezione (cenni)
Produzione di raggi X per Fluorescenza e per frenamento. ElettronVolt, definizione ed uso. Interazione dei raggi X - gamma con la materia: Effetto fotoelettrico, effetto Compton, produzione di coppie. Spessore emivalente. Fondamenti della radiologia diagnostica. Radioattività, legge di decadimento radioattivo.

Modalità d'esame

Prova scritta consistente in semplici esercizi sugli argomenti trattati durante il corso e domande a risposta multipla. Eventuale prova orale (facoltativa) che mira ad acquisire, se necessario, ulteriori elementi di valutazione e chiarire aspetti della prova scritta.