Elettromagnetismo

Corso di laurea per le professioni sanitarie
Tecniche di Laboratorio Biomedico
Programma del corso di Fisica applicata
Anno accademico 2012/2013
Grandezze fisiche e calcolo vettoriale
Metodo sperimentale. Grandezze fisiche fondamentali e derivate. Unità di misura. Grandezze
scalari e vettoriali. Prodotto scalare e vettoriale. Errori di misura: errore casuale e sistematico.
Media, deviazione standard, errore standard. Eoore assoluto, relativo e percentuale. Vettori. Algebra
vettoriale: somma e differenza di vettori (metodo geometrico ed analitico).
Cinematica del punto materiale
Sistema di riferimento. Concetto di punto materiale. Posizione. Spostamento. Velocità.
Accelerazione. Moto rettilineo uniforme. Moto rettilineo uniformemente accelerato. Moto dei gravi.
Posizione, spostamento, velocità ed accelerazione in 2 e 3 dimensioni. Moto circolare uniforme.
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. Densità
e peso specifico. Quantità di moto e sua conservazione. Lavoro di una forza costante e variabile.
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.
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
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. Sedimentazione e VES. Centrifugazione. 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. Diffusione.
Termologia
Temperatura e termometri. Scale termometriche. Cenni di teoria atomica e stati di aggregazione
della materia. Dilatazione termica di solidi, liquidi e gas. Leggi di Boyle, Charles e Gay-Lussac.
Zero assoluto. Equazione di stato dei gas perfetti. Energia interna. Calore e sua unità di misura.
Calore specifico e misura con calorimetro. Trasmissione del calore. Conduzione, convezione ed
irraggiamento. Cambiamenti di stato.
Elettromagnetismo
Carica elettrica. Distribuzione della carica nell’atomo. Isolanti, conduttori e semiconduttori.
Elettrizzazione per strofinio, contatto ed induzione. La legge di Coulomb. Il campo elettrico. Linee
di campo. Campo elettrico generato da una carica puntiforme. Energia potenziale elettrostatica.
Potenziale elettrico e differenza di potenziale. Relazione fra potenziale e campo elettrico. Dipolo
elettrico. Capacità di un conduttore. Condensatore senza dielettrico e con dielettrico. Energia
immagazzinata in un condensatore. Elettroforesi. ECG (cenni).
Programma del corso di Misure elettriche ed elettroniche
Anno accademico 2012/2013
La corrente elettrica e l’intensità di corrente. Velocità di deriva. Sorgenti di differenza di potenziale:
la pila elettrica. La resistenza elettrica e sua interpretazione microscopica. Legge di Ohm e
resistenza. Resistività. Cenni sulla superconduttività. Effetto Joule. Potenza elettrica. Corrente
alternata. Effetti biologici delle correnti elettriche.
Interazione magnetica e campi magnetici. Correnti elettriche e campi magnetici. Forza su una
corrente elettrica e su una carica elettrica in moto in un campo magnetico (forza di Lorentz). Campo
magnetico generato da una corrente elettrica: legge di Biot-Savart. Forza fra correnti parallele e
definizione dell’Ampere. Legge di Ampere. Campo magnetico generato da un solenoide. Moto di
una carica in un campo magnetico uniforme. Spettrometro di massa. Induzione elettromagnetica.
Legge di Faraday.
Resistenze, forze elettromotrici e condensatori collegati in serie ed in parallelo. Resistenza interna.
Circuiti elettrici e risoluzione con le regole di Kirchhoff. Circuito RC serie: carica e scarica del
condensatore. Momento su una spira percorsa da corrente in campo magnetico. Principio di
funzionamento del galvanometro, amperometro e voltmetro. F.e.m. su un conduttore in movimento
in campo magnetico. Principio di funzionamento del generatore e del motore elettrico.
Testi consigliati:
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J.W. Kane-M.M. Sternheim: “Fisica Applicata”, EMSI.
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.
Il docente
Dott. Giuseppe Perna