Corso di fisica. Richiami alle fondamentali leggi della statica, della dinamica, della termodinamica, della dinamica dei fluidi, della elettricità, del magnetismo e delle radiazioni elettromagnetiche.
Libro di testo: J.W.Kane, M.M.Sternheim: Fisica Applicata (volume unico), EMSI, 2012.
Libro di testo integrativo: D.Scannicchio, Fisica Biomedica, EdiSES, Napoli, (1° ed. 2009, o 2° ed. 2010).
Obiettivi Formativi
Obiettivi formativi relativi alle macro-aree in cui si articola il corso:
MECCANICA DEL PUNTO MATERIALE E DEL CORPO RIGIDO
Equalizzare il livello conoscitivo dei problemi e dei metodi della fisica per gli studenti di diversa estrazione scolare; Introduzione del linguaggio e dei concetti necessari per la comprensione di fenomeni fisico-chimici più complessi che regolano la fisiopatologia dell’uomo. In particolare i capitoli relativi alla Statica del corpo rigido e all’Elasticità dei materiali costituiscono conoscenze specifiche che non possono essere ignorate in campo odontoiatrico.
TERMODINAMICA E FISICA DEI FLUIDI
Questi concetti sono la base per la comprensione di una parte notevole della fisiopatologia del sistema cardiocircolatorio e del sistema respiratorio.
BASI FISICHE DELLE MISURE CLINICHE E DELLA ELETTROFISIOLOGIA.
Senza queste basi fisiche non si può capire l’elettrofisiologia. Queste basi costituiscono anche la premessa per la comprensione del funzionamento dì apparecchiature più complesse e specializzate.
FISICA DELLE RADIAZIONI IONIZZANTI.
Questi concetti di base sono fondamentali, considerando in particolare l’uso dei raggi X che viene fatto in campo odontoiatrico. Devono essere conosciute inoltre le basi fisiche connesse alla difesa dalle radiazioni ionizzanti ed ai problemi di prevenzione connessi.
Prerequisiti
Propedeuticità deliberate dal CdL
Metodi Didattici
Lezioni frontali, esercitazioni numeriche
Altre Informazioni
Gli studenti possono trovare informazioni e materiale didattico sul sito didonline.med.unifi.it
Modalità di verifica apprendimento
Esame di profitto scritto e/o orale. La valutazione finale dell’insegnamento tiene conto dei risultati conseguiti nelle verifiche in itinere.
Programma del corso
• Grandezze fisiche e loro misura. Sistemi di unità di misura. Equazioni dimensionali.
Errori nella misura (sistematici, casuali).
• Richiami di geometria, definizione di angolo piano e solido. Funzioni e loro rappresentazione grafica. Le funzioni di base.
• Concetto empirico di limite. Introduzione al concetto di derivata. Derivata di una funzione e sua
interpretazione geometrica. Concetto di integrale e sua interpretazione grafica. Concetto di equazione differenziale.
• Richiami di cinematica: vettore spostamento, velocità, accelerazione. Traiettoria, legge oraria. Moto unidimensionale.
• Richiami di cinematica: Moti nel piano. Moto circolare.
• Il concetto di forza. Le forze fondamentali esistenti in natura. Leggi della dinamica.
• Esempi di forze (elastica, gravitazionale, ecc.). Moto armonico.
• Lavoro ed energia cinetica. Teorema dell’energia cinetica. Forze conservative ed energia potenziale. Il principio di conservazione dell’energia meccanica.
• Quantità di moto ed impulso di una forza. Il momento di una forza. La generalizzazione del II principio della dinamica alle rotazioni. Momento d’inerzia, Momento angolare.
• La statica. Condizioni di equilibrio per il corpo rigido.
• I materiali: elasticità
• Stati di aggregazione della materia. Lo stato liquido. I liquidi ideali e la statica del liquido ideale. Principio di Pascal. Moto del liquido ideale. Teorema di Bernoulli. Applicazioni del
• Viscosità. Moto di un liquido Newtoniano (semi-reale): Regime di Poiseuille. Limiti di validità. Regime turbolento e numero di Reynolds. Il venturimetro.
• Fenomeni di superficie e tensione superficiale. Legge di Laplace. Capillarità. Modello fisico del sistema cardiocircolatorio.
29 Pressione e velocità lungo l’albero circolatorio. Il lavoro della pompa cuore.
• Calore e temperatura. Principio zero della termodinamica. Calore specifico. Cambiamenti di stato. Gli aeriformi . Gas perfetto ed equazione di stato. Modello del gas ideale e teoria cinetica dei gas.
• Il comportamento degli aeriformi reali: gas e vapori. Sistemi termodinamici. Il lavoro nelle trasformazioni. 1o principio della termodinamica. Equivalente termico del lavoro.
• Le soluzioni diluite: diffusione, permeabilità, filtrazione, osmosi. Legge di van’t Hoff e leggi di Raoult. Equilibri osmotici nei sistemi biologici
• Concetti fondamentali di elettrologia. La carica elettrica e la forza elettrostatica. Campo elettrico. Teorema di Gauss.
• Energia potenziale elettrostatica. Differenza di potenziale. Condensatori e loro capacità. Energia immagazzinata in un condensatore.
• La conduzione della corrente elettrica. Vari tipi di conduttori. Conduttori ohmici. Interpretazione microscopica della resistenza dei conduttori. La conduzione di corrente nelle soluzioni elettrolitiche.
• Circuiti in corrente continua. La forza elettromotrice. Effetto Joule. Circuiti RC: regime impulsivo e costante di tempo
• Campo magnetico generato da magneti naturali e da correnti. Forza di Lorentz. Forza elettromotrice indotta. Generazione di differenza di potenziale alternata.
• Trasformatori. Impedenza in regime alternato.
• Campi elettrici d’induzione. Radiazione elettro-magnetica e modello ondulatorio La natura della luce. Equazione d’onda. Lunghezza d’onda, periodo, frequenza delle onde .
• Effetto fotoelettrico sulle superfici metalliche e quantizzazione della radiazione elettromagnetica. Interazione delle particelle cariche con la materia Radiazione X e tubo radiogeno
• Interazione dei fotoni con la materia. Legge dell’attenuazione.
• Elementi di fisica del nucleo. Difetto di massa ed energia di legame.
• Radioattività e radioisotopi: modi e leggi del decadimento.