1 Elementi introduttivi

FISICA A.A. 2002-03
Prof. ALBERTO FENZI
PROGRAMMA DEL CORSO
1 ELEMENTI INTRODUTTIVI
Approssimazioni numeriche. Esercizi. Proprietà degli strumenti di misura: Portata,
Prontezza, Sensibilità, Precisione.
Errori di misura sistematici e casuali. Propagazione degli errori. Esercizi.
Distribuzione di frequenza, media, mediana, deviazione standard. Distribuzione
Gaussiana. t-test di Student.
Concetto di derivata e significato geometrico. Concetto di differenziale e significato
geometrico. Concetto di Integrale indefinito e definito, significato analitico e
geometrico.
Grandezze scalari e vettoriali. Elementi di calcolo vettoriale ( somma, sottrazione,
prodotto scalare, prodotto vettoriale). Esercizi.
Equazioni dimensionali.
Angolo piano e Angolo solido.
2 - MECCANICA
Legge Oraria. Vettori spostamento, velocità, accelerazione.
Grandezze fisiche, unità di misura e sistemi coerenti di unità di misura. Unità di
misura pratiche. Esercizi.
Velocità scalare e vettoriale. Accelerazione tangenziale e radiale. Equazione della
traettoria. Esercizi.
Moto rettilineo, circolare, curvilineo, uniforme, uniformemente accelerato, vario.
Moti periodici, armonici, caratteristiche, esempi, esercizi.
Definizione di Forza ed unità di misura ufficiali e pratiche.
Le tre leggi della dinamica: principio d'inerzia, secondo principio della dinamica,
peso, gravità e organismi viventi, limiti di validità del 2° principio. 3° principio
della dinamica.
Equilibrio Statico e Dinamico. Esempi ed Esercizi.
Definizione della quantità di moto e di impulso di una forza. Esercizi
Lavoro ed Energia. Teorema Energia cinetica. Forze conservative e dissipative.
Energia potenziale. Principio di conservazione della Energia Meccanica. Esercizi
Campo gravitazionale, Campo di forze elastiche. Lavoro di una macchina. Potenza,
definizione, unità di misura ufficiali e pratiche. Esercizi. Rendimento. Muscoli,
forze muscolari, lavoro muscolare. Esempi ed esercizi.
Le grandezze nei moti rotazionali : Momento di una forza, momento di una coppia.
Velocità e accelerazione angolare. Momento di Inerzia, Momento Angolare. Unità
di misura. Esempi di interesse Biomedico ed Esercizi.
Corpo rigido e dinamica del corpo rigido esteso. Baricentro, definizione, proprietà,
esempi ed esercizi.
Le equazioni di equilibrio dei corpi rigidi. Equilibrio stabile, instabile, indifferente.
Leva di I; II; III genere, esempi di interesse medico e sportivo. Esercizi.
Piano inclinato, carrucola fissa, carrucola mobile, cuneo. Esercizi.
Analisi statica di articolazioni (cervicale, spina dorsale, piede, avambraccio, bacino).
Attrito radente e attrito volvente.
Esempi di impiego delle equazioni della dinamica nell’ottimizzazione dell’esercizio
atletico.
Proprietà meccaniche dei materiali, Modulo di Young e legge di Hooke.
Sollecitazioni semplici ( Flessione, Taglio, Torsione ) limiti di rottura delle ossa
(piene e cave) alle diverse sollecitazioni. Analisi di casi reali che producono
frattura.
3 - MECCANICA DEI FLUIDI
Definizione di pressione, definizione e unità di misura. Legge di Pascal, legge di
Stevino, principio di Archimede. Portata, definizione, unità di misura.
Sfigmomanometro.
Fluido ideale, Teorema di Bernoulli, Applicazioni ed Esercizi di interesse
Biomedico. Effetto Venturi. Considerazioni sulla fisica dell’Aneurisma e della
Stenosi.
Viscosità: definizione ed unità di misura. Legge di Poiseuille, Resistenza idraulica
Esercizi ed Applicazioni di interesse Biomedico.
Flusso in regime laminare e vorticoso, numero di Reynolds.
Basi Fisiche dellacircolazione.Lavoro cardiaco, calcolo e significato fisico.
Tensione superficiale, definizione. Legge di Laplace. Esempi di interesse
Biomedico.
Interpretazione dell’embolia gassosa. Fenomeno della capillarità, Legge di Jurin.
Osmosi e implicazioni Biomediche dell'osmosi.
Distensibilità dei vasi, effetti ed aspetti bio-fisici.
Basi Fisiche della respirazione. Diffusione di gas negli alveoli e nei tessuti.
4 - TERMOLOGIA E TERMODINAMICA
La temperatura, il calore, la capacità termica, il calore specifico. Definizioni e unità
di misura. Termometro e scale delle temperature. Trasferimento del calore per
conduzione, convezione, irraggiamento. Equazione di stato dei gas perfetti. Primo
e secondo principio della termodinamica.
Cenni sul significato di Entropia. Entalpia. Trasformazioni termodinamiche
isotermiche, adiabatiche, isobariche. Ciclo di Carnot.
TESTI CONSIGLIATI.
Dispensa di Fisica; www.univr.it ; Facoltà di Medicina; Dipartimento Scienze
Morfologico-Biomediche; Fisica Medica.
Basi di Fisica Generale per studenti di Scienze mediche e Biologiche, Monduzzi
Editore, Bologna, ult. ediz.;
D.M. BURNS, S.G.G. MCDONALD, Fisica per studenti di Biologia e Medicina,
Ed. Zanichelli, Bologna, 1988;
A.H. CROMER, Fisica, Ed. Piccin, Padova, ult. ediz.;
F.BORSA, D. SCANNICCHIO, Fisica Biomedica, Ed. Unicopli, Milano, ult. ediz.
SVOLGIMENTO DELL’ESAME
L’esame prevede in generale una prova scritta e una prova orale. La prova scritta
consiste nel rispondere in modo articolato ad alcune domande e nella soluzione di
(facili) problemi relativi agli argomenti svolti durante il corso.
NOTA:
Il programma proposto potrà essere modificato in base all'esperienza che verrà
acquisita nel corso degli anni e in considerazione della preparazione media degli
studenti dimostreranno di possedere.