FISICA APPLICATA
Anno accademico 2018/2019 - 1° annoCrediti: 6
Organizzazione didattica: 150 ore d'impegno totale, 100 di studio individuale, 35 di lezione frontale, 15 di esercitazione
Semestre: 1°
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Obiettivi formativi
Scopo del corso è fornire delle conoscenze di base utili a comprendere i concetti e le metodologie proprie della fisica che sono applicate alla medicina. In particolare lo studente dovrà acquisire la conoscenza di alcune leggi e tecniche fisiche basilari per la comprensione dei processi fisiologici e dovrà apprendere concetti di base utili all’uso corretto della strumentazione utilizzata in ambito professionale. Quali prerequisiti sono richieste conoscenze elementari di algebra, geometria euclidea e trigonometria.
Modalità di svolgimento dell'insegnamento
Lezioni ex cattedra con l'ausilio di diapositive atte a favorire la comprensione degli argomenti.
Prerequisiti richiesti
Sono richieste conoscenze elementari di fisica classica, algebra, geometria euclidea e trigonometria che gli studenti hanno dimostrare di possedere superando i test di ammissione al corso di laurea.
Frequenza lezioni
Obbligatoria
Contenuti del corso
GRANDEZZE FISICHE: Definizione operativa. Sistemi di unità di misura. Dimensioni fisiche, radiante. Caratteristiche degli strumenti di misura: Gli errori. Media aritmetica e deviazione standard. Scalari e vettori.
IL MOVIMENTO: Vettori posizione, velocità ed accelerazione.
MECCANICA: Le tre leggi. Forza peso. Corpi rigidi. Centro di gravità Momento di una forza. Condizioni d’equilibrio statico. Leve nel corpo umano. Lavoro ed energia cinetica. Energia potenziale. Potenza. FLUIDI: Fluidostatica. Fluidodinamica. Teorema di Bernoulli. Influenza della viscosità. Pressione del sangue.
TERMODINAMICA: Principio zero, la temperatura, i termometri, I principio, l'energia interna. Calore e lavoro, caloria. Calori specifici, cambiamenti di stato. Potenza metabolica, valore energetico degli alimenti, la termoregolazione. Il II principio.
I FENOMENI ELETTRICI: La carica elettrica, campo elettrico, legge di Coulomb, conduttori e isolanti. Il Coulomb. Potenziale elettrico e differenza di potenziale. La corrente elettrica. Considerazioni energetiche sui circuiti elettrici. Resistenza, leggi di Ohm. Effetto Joule. costante dielettrica. I rischi connessi con l’elettricità.
ONDE: Onde elastiche ed elettromagnetiche. Onde longitudinali, trasversali e superficiali. Natura del suono. Lunghezza d'onda. Il decibel. Applicazioni tecniche ed effetti biologici degli ultrasuoni. Lo spettro elettromagnetico. radiazioni ionizzanti. azione delle radiazioni
Testi di riferimento
D. Scannicchio - Fisica Biomedica - EdiSES, Napoli 2013
Programmazione del corso
| Argomenti | Riferimenti testi | |
|---|---|---|
| 1 | Grandezze fisiche, unità e sistemi di misura, equazioni dimensionali. Strumenti di misura. Errori sistematici ed errori casuali. Media e deviazione standard. Relazioni funzionali e rappresentazioni grafiche. Scalari e vettori. Operazioni tra vettori | Scannicchio Cap. 1 |
| 2 | Cinematica. Moto circolare e moto armonico. | Scannicchio Cap. 2 |
| 3 | Quantità di moto. Principi della dinamica. Lavoro. Energia. Potenza e rendimento. Momento. | Scannicchio Cap. 3 |
| 4 | Statica. Elasticità. | Scannicchio Cap. 4 |
| 5 | Statica fisiologica. Fratture ossee (generalità). | Scannicchio Cap. 5 |
| 6 | Densità. Viscosità. Pressione idrostatica. Statica dei fluidi. Legge di Stevino. Principio di Pascal. | Scannicchio Cap 6 |
| 7 | Principio di Archimede. Fleboclisi. Trasfusione. Prelievo. Drenaggio. Dinamica dei liquidi ideali. Teorema di Bernoulli. | Scannicchio Cap 6 e 7 |
| 8 | Aneurisma e stenosi. Liquidi reali. Relazione di Poiseuille. Resistenza idraulica e numero di Reynolds, Sfigmomanometria. | Scannicchio Cap 6 e 7 |
| 9 | Temperatura e calore. Misura della temperatura. Scale termometriche. Termometri clinici. Principio di equivalenza. Calore specifico. Equilibrio termico. Passaggi di stato. | Scannicchio Cap 10 |
| 10 | Trasmissione del calore. Bilancio energetico nel corpo umano. Potenza metabolica basale. | Scannicchio Cap. 11 |
| 11 | Cariche e campi elettrici. Capacità e condensatori. | Scannicchio Cap 17 |
| 12 | Pacemaker. Defibrillatore. Rischi connessi all’utilizzo dell’elettricità. | Scannicchio Cap 17 e18 |
| 13 | Fenomeni ondulatori. Periodo e frequenza. Ampiezza ed energia. Onde meccaniche | Scannicchio Cap 12 |
| 14 | Il suono. Intensità del suono. Pressione sonora e decibel. Fonendoscopio. Ultrasuoni in medicina. | Scannicchio Cap. 13 e 14 |
| 15 | Le onde elettromagnetiche. Lo spettro elettromagnetico. Occhio e visione a colori. | Scannicchio Cap. 20 e 21 |
| 16 | Le radiazioni in diagnostica e in terapia. Diagnostica con raggi X. Radioisotopi e medicina nucleare. Radioterapia. Effetti biologici delle radiazioni ionizzanti. Cenni di dosimetria e radioprotezione. | Scannicchio Cap 25,26 |
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
Esame scritto, basato su test a risposta multipla con calcoli e colloquio conclusivo.
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
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1. Un gas si espande adiabaticamente e reversibilmente raddoppiando il volume. Di quanto cambia l’entropia? |
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a Si riduce a metà di quella iniziale |
b Raddoppia rispetto a quella iniziale |
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c Non cambia |
d Bisogna conoscere il tipo di gas |
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e Le risposte precedenti sono sbagliate |
f Non so rispondere |
La massa della terra è 5,97*10^24 kg. A quale distanza starà su un’orbita stabile un satellite geostazionario?