B014465 - FISICA APPLICATA

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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.

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).

Gettare le basi per le comprensione dei fenomeni fisici che regolano il funzionamento del corpo umano.

Propedeuticità deliberate dal CdL

Lezioni frontali, esercitazioni numeriche

Esame di profitto scritto e/o orale. La valutazione finale dell’insegnamento tiene conto dei risultati conseguiti nelle verifiche in itinere.

COMPLEMENTI DI MATEMATICA.
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.

2. RICHIAMI DI CONCETTI FONDAMENTALI DI FISICA CLASSICA.
Grandezze fisiche e loro misura. Sistemi di unità di misura. Equazioni dimensionali. Sistema di riferimento. Errori nella misura (sistematici, casuali).
Richiami di cinematica: vettore spostamento, velocità, accelerazione. Traiettoria, legge oraria. Moto unidimensionale. Moti nel piano. Moto circolare. Moto armonico.
Il concetto di forza. Le forze fondamentali esistenti in natura. Leggi della dinamica. Esempi di forze (elastica, gravitazionale, ecc.). 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

3. FLUIDI
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 teorema di Bernoulli (ai liquidi ed agli aeriformi, aneurisma). Viscosità. Moto di un liquido Newtoniano (semi-reale): Regime di Poiseuille. Limiti di validità. Regime turbolento e numero di Reynolds. Il viscosimetro. Il venturimetro (tubo di Venturi: misura della portata).
Fenomeni di superficie e tensione superficiale.Legge di Laplace. Capillarità. Misura della tensione
superficiale. Modello fisico del sistema cardiocircolatorio.

4. TERMODINAMICA E SUE APPLICAZIONI AI SISTEMI BIOLOGICI
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.

5. BASI FISICHE DELLE MISURE CLINICHE E DELLA ELETTROFISIOLOGIA
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. Strumenti di misura (amperometro, voltmetro e oscilloscopio).

6. RADIAZIONE ELETTRO-MAGNETICA
Campi elettrici d’induzione. Radiazione elettro-magnetica e modello ondulatorio.La natura della luce. Equazione d’onda. Lunghezza d’onda, periodo, frequenza delle onde .

7. FISICA DELLE RADIAZIONI IONIZZANTI
Radiazione X e tubo radiogeno. Interazione dei fotoni con la materia. Legge dell’attenuazione. Interazione delle particelle cariche con la materia. Elementi di fisica del nucleo. Difetto di massa ed energia di legame. Radioattività e radioisotopi: modi e leggi del decadimento.