Programma del corso di Fisica applicata

Corso di laurea per le professioni sanitarie
Radiologia medica, per immagini e radioterapia
(sede di Foggia)
Programma del corso di Fisica applicata
Anno accademico 2009/2010 – Prof. V. Capozzi
Grandezze fisiche e calcolo vettoriale
Metodo sperimentale. Grandezze fisiche fondamentali e derivate. Unità di misura. Grandezze
scalari e vettoriali. Vettori. Algebra vettoriale: somma e differenza di vettori (metodo geometrico ed
analitico). Prodotto scalare e vettoriale.
Cinematica del punto materiale
Sistema di riferimento. Concetto di punto materiale. Spostamento. Velocità. Accelerazione. Moto
rettilineo uniforme. Moto rettilineo uniformemente accelerato. Moto dei gravi. Moto uniforme ed
uniformemente accelerato in 2 e 3 dimensioni. Moto circolare uniforme. Moto del proiettile.
Dinamica del punto materiale
Forza. Massa ed inerzia. Sistemi inerziali. Leggi del moto di Newton. Esempi di forze: forza di
gravitazione, peso, reazioni vincolari, forze elastiche, attriti, forze centripete e centrifughe. Quantità
di moto e sua conservazione. Lavoro compiuto da una forza costante. Potenza. Energia cinetica.
Teorema dell’energia cinetica. Energia potenziale. Forze conservative e non conservative.
Conservazione dell’energia meccanica. Teorema lavoro-energia in presenza di forza non
conservative.
Moto oscillatorio
Moto periodico. Moto armonico semplice. Energia dell’oscillatore armonico semplice. Periodo del
moto armonico semplice. Frequenza naturale. Legge oraria, velocità ed accelerazione del moto
armonico semplice. Pendolo semplice. Moto armonico smorzato. Vibrazioni forzate e risonanza.
Elementi di Meccanica dei sistemi di punti materiali
Sistemi di punti materiali. Centro di massa. Momento di una forza. Momento di inerzia. Equazione
fondamentale della dinamica rotazionale. Momento angolare e sua conservazione.
Meccanica dei fluidi
Densità. Pressione e sue unità di misura. Il principio di Pascal. Elevatore idraulico. Pressione
idrostatica. Legge di Stevino. Vasi comunicanti. Pressione atmosferica e sua misura. Barometri e
manometri. Principio di Archimede. Galleggiamento dei corpi. Fluidi ideali e reali. Moto
stazionario e laminare. Equazione di continuità. Portata. Teorema di Bernoulli e sue applicazioni
(effetto Venturi, stenosi ed aneurisma). Viscosità. Equazione di Poiseuille. Moto turbolento.
Moto ondulatorio
Onde meccaniche e propagazione di un’onda. Impulso ed onda periodica. Periodicità spaziale e
temporale. Differenza tra velocità dell’onda e delle particelle. Onde sinusoidali e lunghezza d’onda.
Fronti d’onda. Onde circolari rettilinee, piane e sferiche. Energia trasportata dall’onda e sua
intensità. Velocità ed intensità. Onde trasversali e longitudinali. Riflessione. Rifrazione.
Diffrazione. Interferenza. Onde stazionarie.
Termologia
Equilibrio termodinamico e concetto di temperatura. Temperatura e termometri. Scale
termometriche. Punto triplo dell’acqua. Dilatazione termica di solidi, liquidi e gas. Leggi di Boyle,
Charles e Gay-Lussac. Scala della temperatura assoluta. Equazione di stato dei gas perfetti. Cenni
sulla interpretazione molecolare della temperatura. Calore e sua unità di misura. Capacità termica e
calore specifico. Misura del calore specifico ed esperienza di Joule. Trasmissione del calore.
Conduzione, convezione ed irraggiamento. Cambiamenti di stato.
Elettrostatica
Fenomeni di elettrizzazione e carica elettrica. Conduttori ed isolanti. Legge di Coulomb. Campo
elettrico generato da cariche puntiformi. Campo elettrico e linee di forza di cariche puntiformi.
Principio di sovrapposizione. Energia potenziale elettrostatica. Potenziale elettrostatico e differenza
di potenziale. Analogia tra potenziale gravitazionale e potenziale elettostatico. Definizione di eV.
Relazione tra potenziale e campo elettrico. Potenziale in un campo elettrico uniforme. Potenziale
elettrostatico prodotto da una o più cariche puntiformi. Energia potenziale elettrostatica di due
cariche elettriche puntiformi. Superficie equipotenziale e sue proprietà. Esempi di superfici
equipotenziali. Potenziale generato da un dipolo elettrico.
Campo elettrico e potenziale di un conduttore carico isolato (cenni). Induzione elettrostatica.
Definizione di capacità e capacità elettrica di un conduttore sferico. Condensatori e capacità di un
condensatore piano. Condensatori collegati in serie e parallelo. Energia elettrostatica di un
condensatore ed energia associata al campo elettrico. Dielettrici in un condensatore. Legge di
Coulomb in presenza di un dielettrico.
Testi consigliati:
 F. Bersani, S. Bettati, P.F. Biagi, V. Capozzi, L. Feroci, M. Lepore, D.G. Mita, I. Ortalli,
G. Roberti, P. Viglino, A. Vitturi: “Fisica Biomedica” (Casa Editrice Piccin, Padova).
 Appunti delle lezioni.