Corso integrato: Fisica e Biomeccanica
Insegnamento: Fisica applicata
(FIS-07 Fisica applicata)
A.A.
CFU
Periodo
Durata
Sede
2009/2010
2
Annuale
16 ore
Messina
N.Corso
Docente
Giuseppe Vermiglio
e.mail: [email protected]
Orario ricevimento: Martedì & Giovedì h 10.30 - 13
Obiettivi formativi
Il percorso formativo prevede lezioni frontali, guidate dal docente, finalizzate all’acquisizione, da parte dello studente, di
conoscenze specifiche di elementi fisici atti a comprendere e quantificare i diversi processi
biologici pertinenti il corpo e l'attività motoria e sportiva.
Il secondo anno, oltre a completare la preparazione di base attraverso conoscenze del funzionamento del corpo umano
in movimento e delle valutazioni morfo-funzionali, sarà centrato su aspetti teorici, tecnici e
didattici delle attività motorie e sportive.
Programma
Programma di Fisica
Elementi introduttivi e generalità: Grandezze fisiche; equazioni dimensionali; sistemi di unità di
misura;
stati
di
aggregazione
della
materia.
Elementi di fisica propedeutici allo studio del sistema locomotore: Definizioni
cinematiche fondamentali; i principi della dinamica ed i campi di forza; lavoro,
energia cinetica e potenziale; la conservazione della quantità di moto e
dell'energia; l'urto; le equazioni fondamentali della dinamica e della statica dei
sistemi rigidi estesi; momento angolare e sua conservazione; energia cinetica di
rotazione; tipi di equilibrio; elasticità ed elastomeri; isteresi elastica.
Elementi di fisica propedeutici allo studio del sistema circolatorio: Densità e
peso specifico; leggi dell'idrostatica di un liquido; velocità di sedimentazione e
centrifugazione; leggi dell'idrodinamica di un liquido perfetto e di un liquido
reale; moto vorticoso di un liquido e relazione con la pressione; determinazione
della pressione, della portata e della resistenza vasale; calore di soluzione e di
diluizione; concentrazione; diffusione e dialisi; permeabilità; pressione
osmotica; diosmosi; lavoro in corrispondenza ad una variazione di
concentrazione; leggi di Raoult; punto eutettico e congelamento delle
soluzioni; soluzioni elettrolitiche e fattore di Van't Hoff; soluzioni colloidali e
moto browniano; la tensione superficiale: sua origine e sua determinazione;
fenomeni di capillarità e legge di Jurin; adsorbimento, imbibizione, occlusione,
liofilizzazione.
Elementi di fisica propedeutici allo studio del sistema respiratorio: Legge di
Avogadro; gas perfetti e loro equazioni di stato; isoterme di Van der Waals e di
Andrews; evaporazione, miscugli gassosi e legge di Dalton; diffusione dei gas,
diosmosi e legge di Graham; soluzioni dei gas nei liquidi e legge di Henry.
Elementi di fisica propedeutici allo studio del sistema energetico e metabolico:
Cambiamenti di stato; dilatazione termica dei solidi e dei liquidi; temperatura e
termometri; calore specifico e calorimetria; meccanismi di propagazione del
calore; principio di equivalenza; sistemi termodinamici e loro trasformazioni;
principio zero della termodinamica; primo, secondo e terzo principio della
termodinamica; potenziali termodinamici; entalpia, energia libera, potenziale di
Gibbs,
potenziale
chimico.
Elementi di fisica propedeutici allo studio del sistema nervoso e muscolare:
Carica elettrica e legge di Coulomb; campo elettrico e teorema di Gauss; dipolo
elettrico e suo momento; momenti dipolari delle molecole; potenziale elettrico
e superfici equipotenziali; potenziali elettrici generati: da una carica
puntiforme, da un dipolo elettrico, da una distribuzione di cariche elettriche;
condensatori, loro capacità e collegamento; isolanti e conduttori; corrente
elettrica, sua intensità e leggi di Ohm; circuiti e leggi di Kirchoff; conduzione
nelle soluzioni elettrolitiche ed elettrolisi; effetto termico e termoionico della
corrente elettrica; conduzione nei gas e raggi catodici; effetti magnetici della
corrente elettrica; permeabilità, induzione e campi magnetici; circuitazione e
flusso del campo magnetico, suoi effetti sulle correnti elettriche; generazione di
f.e.m. alternata e suoi parametri; circuiti in corrente alternata; reattanza
induttiva, reattanza capacitiva, impedenza; strumenti elettrici: galvanometri,
amperometri,
voltmetri,
registratori,
oscilloscopi.
Elementi di fisica del sistema visivo: Concetto di onda; le onde luminose come
onde elettromagnetiche; energia di un'onda - ipotesi di Planck; leggi dell'ottica
geometrica; dispersione; riflessione e rifrazione su superfici piane; riflessione e
rifrazione su superfici curve; lenti sottili; sistemi di lenti; lenti spesse;
aberrazioni; l'occhio come lente; l'indeterminazione nella percezione umana; il
principio di indeterminazione; la diffrazione; l'interferenza; la polarizzazione;
la
birifrangenza.
Elementi di fisica del sistema auditivo: Natura delle onde acustiche;
caratteristiche dei suoni; riflessione e rifrazione; interferenza e diffrazione;
modello fisico del sistema uditivo e l'orecchio; emissione di suoni; gli
ultrasuoni e la loro interazione con la materia biologica.
Elementi di fisica delle radiazioni elettromagnetiche: Interazioni tra radiazioni
e.m. e sistemi biologici; le onde hertziane ed infrarosse; effetti negativi delle
onde hertziane; le radiazioni visibili; il principio di funzionamento del laser; gli
effetti biologici della luce laser e le relative applicazioni; danneggiamento
oculare prodotto dalla luce laser; limiti di sicurezza; le radiazioni ultraviolette;
le radiazioni ionizzanti; i raggi X, la loro diffrazione e le loro applicazioni.
Elementi di fisica delle radiazioni nucleari: Il nucleo e la sua costituzione; il
decadimento radioattivo naturale; radioattività artificiale; fissione e fusione
nucleare; decadimento alfa; decadimento beta; decadimento gamma; cattura
elettronica; la legge del decadimento radioattivo; interazioni delle radiazioni
nucleari
con
la
materia.
Elementi di fisica ambientale: Il rumore: concetto di rumore, caratteristiche del
rumore, dannosità del rumore, fonometro; la luce: parametri fisici, radianza,
flusso luminoso, intensità luminosa, illuminazione, luxmetro; microclima:
temperatura, umidità, ventilazione, benessere termico, strumenti di misura; gas
e sostanze tossiche: unità di misura, adsorbimento, assorbimento,
condensazione, esplosimetro; inquinamento atmosferico: inversione termica da
radiazione,
neutralità
termica,
effetto
serra.
Attività a supporto della didattica
Laboratorio di Fisica (WEBLAB): dimostrazioni tecnico-pratiche di laboratorio
Modalità didattiche, obblighi, testi e modalità di accertamento.
Testi di studio 1. Elementi di Fisica (Erriu et al.) - Monduzzi Editore
Modalità di Esame orale
accertamento
