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 - Parte A
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 - Parte A
Propedeuticità deliberate dal CdL
Metodi Didattici - Parte A
Lezioni frontali ed esercitazioni numeriche
Altre Informazioni - Parte A
Gli studenti possono trovare informazioni e materiale didattico sul sito didonline.med.unifi.it
Modalità di verifica apprendimento - Parte A
Esame di profitto scritto e/o orale. La valutazione finale dell’insegnamento tiene conto dei risultati conseguiti nelle verifiche in itinere.
Programma del corso - Parte A
• 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.