corso di fisica - Medicina e Chirurgia Unimi

UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI MILANO
FACOLTA' DI MEDICINA E CHIRURGIA
CORSO DI LAUREA IN FISIOTERAPIA
Coordinatore: Prof.ssa Anna Maria Di Giulio
Corso integrato di
FISICA MEDICA
(Docente: Prof. Marco BUSCAGLIA)
a.a. 2008/09
FINALITÀ GENERALI DEL CORSO
Il corso si propone di fornire gli strumenti concettuali necessari alla comprensione dei fenomeni
fisici più rilevanti in ambito medico. Il corso si ritiene propedeutico alle esigenze scientifiche e
tecnologiche del campo delle scienze della vita nella sua evoluzione moderna.
Saranno approfondite in modo particolare le applicazioni di maggior interesse per le professioni
sanitarie della riabilitazione. Sarà dato ampio spazio agli argomenti che costituiscono le basi di
meccanica dei corpi e i temi energetici. Inoltre saranno affrontate la statica e la dinamica dei fluidi e
i meccanismi di trasporto nei sistemi biologici, i concetti di base della termodinamica, i fenomeni
elettrici, le proprietà delle onde elettromagnetiche e, in particolare, dei raggi X ed in fine verranno
affrontati i concetti principali relativi alla radioprotezione.
OBIETTIVI
- Conoscere le nozioni fondamentali e la metodologia di fisica utili per identificare, comprendere
ed interpretare i fenomeni biomedici
- Conoscere i principi della meccanica necessari per comprendere il comportamento dell’apparato
locomotore
- Conoscere i principi della dinamica dei fluidi necessari per comprendere il comportamento
dell’apparato cardiocircolatorio
- Conoscere i principi della termodinamica, dell’elettrologia e dell’elettromagnetismo per
comprendere il funzionamento delle apparecchiature biomedicali
PROGRAMMA DEL CORSO
-
Le grandezze scalari, le grandezze vettoriali e introduzione alla trigonometria.
Le leggi fisiche e le relazioni fra grandezze fisiche per la risoluzione di problemi numerici: unità
di misura, dimensioni e ordini di grandezza.
Sezione Didattica San Paolo Via A. Di Rudinì, 8 – 20142 Milano mail: [email protected]
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FACOLTA' DI MEDICINA E CHIRURGIA
CORSO DI LAUREA IN FISIOTERAPIA
Coordinatore: Prof.ssa Anna Maria Di Giulio
(meccanica)
- Le leggi orarie del moto uniforme e uniformemente accelerato e la loro rappresentazione
grafica.
- I moti periodici e le grandezze che li caratterizzano.
- Concetto di forza ed il principio d’inerzia, il concetto di massa ed il secondo principio della
dinamica.
- Terzo principio della dinamica e quantità di moto.
- Il lavoro di una forza: significato di energia cinetica e del teorema dell’energia cinetica.
- Il fenomeno dell’attrito, le forze d’attrito, i coefficienti d’attrito.
- Campo di forze: quando è conservativo e definizione dell’energia potenziale.
- Principio di conservazione dell’energia meccanica ed esempi di applicazione.
- Il momento di una forza e di una coppia di forze.
- Le condizioni di equilibrio di un corpo rigido, applicazioni delle leve nel corpo umano.
- Centro di massa di un corpo.
(elasticità)
- Corpo rigido, elastico e plastico.
- Lo sforzo di trazione, di compressione, di taglio o di scorrimento provocato dall'azione delle
forze applicate ad un corpo elastico e la deformazione subita dallo stesso a seguito dello sforzo.
- La relazione esistente fra sforzo e deformazione (legge di Hooke): rappresentazione e
discussione dell'andamento nel piano sforzo-deformazione nel caso di materiali omogenei e
limiti di rottura.
(statica dei fluidi)
- Le caratteristiche proprie dei fluidi.
- La grandezza pressione in un fluido.
- Principi di Pascal, Stevino e Archimede.
(dinamica dei fluidi)
- Il moto di un liquido: moto "stazionario" e considerazioni che ne derivano su portata e velocità
del liquido, in presenza anche di variazioni di sezione del condotto.
- Teorema di Bernoulli: ipotesi e significato di teorema di conservazione dell'energia meccanica
per i liquidi.
- Andamento della pressione in presenza di riduzione o aumento della sezione del condotto ed
esempi di stenosi ed aneurisma.
- Effetto della presenza di attrito interno nei liquidi reali, dal punto di vista idrodinamico ed
espressione della conservazione di energia per un liquido reale: esempio della circolazione
sanguigna.
(termologia)
- La dilatazione termica nei solidi, nei liquidi e nei gas.
- Equazione di stato dei gas perfetti.
- Il concetto di quantità di calore e caloria.
- La capacità termica di un corpo, il calore specifico di una sostanza e i calori latenti di fusione e
di evaporazione.
- I meccanismi di trasporto del calore.
- Primo e secondo principio della termodinamica
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(elettrostatica e correnti elettriche)
- La legge di Coulomb
- Il campo elettrico: intensità, direzione e verso in funzione della distanza da una carica
puntiforme e rappresentazione mediante le linee di forza.
- Fenomeni di induzione e capacità di un condensatore.
- Il significato di corrente elettrica e resistenza elettrica e la legge di Ohm.
- La legge di Joule per calcolare la potenza dissipata da una resistenza.
(onde elettromagnetiche)
- Le caratteristiche di propagazione delle onde elettromagnetiche.
- Le interazioni tra radiazione X e materia, i meccanismi d’attenuazione di un fascio di raggi X
nella materia e la formazione dell’immagine su una lastra radiografica.
- Cenni di radioprotezione.
(radioprotezione)
- Struttura dell’atomo e isotopi instabili.
- Tipi di radiazioni ionizzanti e unità di misura fondamentali.
- Interazione delle radiazioni con la materia e, in particolare, con i tessuti biologici.
TESTO CONSIGLIATO
Pirola L. e Tallone L., "Fisica per studenti di medicina e chirurgia", Edi Ermes.
Giancoli D. C., "Fisica. Principi e applicazioni", CEA.
MODALITA' D'ESAME
Prova scritta consistente nella soluzione di 3 problemi con descrizione dei passaggi e in 10
domande a risposta chiusa. La prova orale è a discrezione dello studente oppure è richiesta dal
docente in caso di insufficienze non gravi nello scritto.
ORARIO RICEVIMENTO STUDENTI
Su appuntamento.
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