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Fisica - mod. FISICA
FABRIZIO FIORI

Sede Medicina e Chirurgia
A.A. 2013-2014
Crediti 4
Ore 40
Periodo 1^ semestre
Lingua ITA
Codice U-gov MU01-09-11 LS002A

Prerequisiti

Conoscenza dei concetti di base della matematica e della geometria.

Modalità di svolgimento del corso

Il corso ha lo scopo di fornire le nozioni fondamentali di fisica utili per identificare, comprendere ed interpretare i fenomeni biomedici.

Risultati di apprendimento attesi

Al termine del corso lo studente dovrà essere in grado di riconoscere su quali principi fisici fondamentali sono basati sia i principali fenomeni biologici e fisiologici, sia le principali tecniche diagnostiche fisiche utilizzate in Medicina.

Programma

Introduzione:
Richiami di matematica, elementi di calcolo vettoriale. Grandezze fisiche, unità di misura.

Meccanica:
Cinematica e moti notevoli. Le forze e le leggi della dinamica; massa inerziale e peso. Forze notevoli: forza di gravità, forza elastica; reazioni vincolari; attrito statico e attrito dinamico. Forze inerziali. Sistemi di particelle, centro di massa, quantità di moto e sua conservazione. Lavoro; energia cinetica. Campi conservativi, energia potenziale e conservazione dell'energia meccanica. Urti elastici e anelastici. Momento di una forza; momento angolare e sua conservazione. Dinamica rotazionale e corpi rigidi; momento d'inerzia. Elementi di statica, leve nel corpo umano.

Statica e dinamica dei fluidi:

Definizione di pressione. Principio di Pascal. Pressione idrostatica e legge di Stevino. Misure di pressione. Principio di Archimede. Legge di Bernoulli e applicazioni: teorema di Torricelli, stenosi e aneurisma. Fluidi reali: viscosità, moto laminare e legge di Poiseuille; resistenza idraulica. Moto turbolento e numero di Reynolds. Attrito viscoso e misura della velocità di sedimentazione degli eritrociti (VES).

Termodinamica:
Concetto fisico di temperatura, termometro. Variabili di stato, equilibrio termodinamico. Gas perfetto. Lavoro termodinamico, calore e energia interna. Calori specifici. Primo principio della termodinamica. Trasformazioni termodinamiche. Entalpia. Macchine termiche e secondo principio della termodinamica. Trasformazioni irreversibili, entropia.

Elettromagnetismo:
Carica elettrica. Campo elettrico e potenziale elettrico. Legge di Gauss. Campi e potenziali elettrici generati da alcune distribuzioni di carica. Capacità e condensatori. Corrente elettrica; resistenza elettrica e legge di Ohm; circuiti elementari, circuiti RC. Forze su cariche in moto e campo magnetico. Legge di Ampére, legge di Biot-Savart. campi magnetici generati da distribuzioni di correnti: filo rettilineo, spira e solenoide. Spettrometro di massa. Campi elettrici e magnetici variabili nel tempo: legge di Faraday-Neumann e legge di Ampére-Maxwell. Equazioni di Maxwell; radiazioni elettromagnetiche e fotoni.

Elementi di Fisica Biomedica e Tecniche Fisiche per la Diagnostica Medica:

Circolazione del sangue e lavoro del cuore. Comportamento elettrico della membrana cellulare. Principi della radiografia a raggi X e della risonanza magnetica nucleare.

Modalità di svolgimento dell'esame

Durante il corso saranno svolte 3 prove scritte per itinere (quiz a risposta multipla), rispettivamente su argomenti di meccanica, fluido-meccanica/termodinamica ed elettromagnetismo. 

L’esame orale può essere sostenuto previo superamento di almeno due prove scritte per itinere o, in alternativa, della prova scritta d'esame (quiz a risposta multipla).

Testi consigliati

TESTI DI RIFERIMENTO:

a)      F.Rustichelli, Introduzione alla Fisica Biomedica, Ed. Libreria Scientifica Ragni, Ancona.

b)      G.Bellini, G.Manuzio, Fisica per le Scienze della Vita, Ed. Piccin, Padova.

c)       A.Giambattista, B.McCarthy-Richardson, R.C.Richardson, Fisica Generale - Principi e Applicazioni, Ed. McGraw-Hill, Milano.

Corsi di laurea

• Medicina e Chirurgia