[documento generato il 09/06/2017]
Università degli Studi di Messina
Facoltà di Medicina e Chirurgia
Corso di Laurea in Scienze Motorie
C.I. di Fisica Applicata e Biomeccanica dell'Esercizio Fisico
Docente: Prof. Giuseppe Vermiglio
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; ke 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;
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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: paarmetri 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.
Programma di Biomeccanica
Elementi di fisica del sistema locomotore: Il corpo umano dal punto di vista statico e dinamico; modello fisico del sistema
muscolare; il corpo umano come macchina; aspetti fisici delle alterazioni motorie.
Elementi di fisica del sistema circolatorio: Modello fisico del sistema circolatorio; applicazione delle leggi dell'idrostatica
e dell'idrodinamica allo studio della circolazione del sangue; velocità di eritrosedimentazione; scambi idrici capillari;
emolisi; congelamento cellulare; aspetti fisici delle alterazioni circolatorie.
Elementi di fisica del sistema respiratorio: Modello fisico del sistema respiratorio; ciclo ed isteresi respiratoria; gli scambi
gassosi alveolari nella respirazione; aspetti fisici delle alterazioni respiratorie.
Elementi di fisica del sistema energetico e metabolico: Modello fisico del sistema di produzione e distribuzione di calore
nell'organismo e sua termoregolazione.
Elementi di fisica del sistema nervoso e muscolare: Modello equivalente di una cellula e di un tessuto dal punto di vista
elettrico; potenziale di membrana; potenziale cellulare; impedenza bioelettrica; misurazione di grandezze elettriche di
interesse biomedico.
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