Programma dettagliato:
I vettori
Vettori e scalari. Componenti di un vettore. Versori. Operazioni fra vettori.
Meccanica
Moti in una dimensione. Velocità media e istantanea. Accelerazione. Caduta
libera dei gravi. Leggi orarie. Moti piani. Vettori posizione, velocità e
accelerazione. Moto in due dimensioni con accelerazione costante. Moto
circolare uniforme. Principi della dinamica. Le tre leggi della dinamica. Forze:
gravitazionale, peso, elastica e di attrito. Applicazioni delle leggi di Newton.
Lavoro ed energia. Definizione di lavoro per forze costanti e variabili. Energia
cinetica e teorema dell’energia cinetica. Casi con attrito dinamico. Forze
conservative e non conservative. Energia potenziale. Energia potenziale per le
forze gravitazionale, elettrostatica ed elastica. Quantità di moto e impulso di
una forza. Urti.
Ottica
La luce. Ottica geometrica: riflessione e rifrazione. Dispersione della luce.
Riflessione totale. Fibre ottiche. Specchi piani e sferici. Diottro. Lenti sottili.
L'occhio umano come sistema ottico: struttura, accomodamento, punto
prossimo, difetti della vista e lenti correttive, cenno ai fotorecettori della
retina (coni e bastoncelli)
Meccanica dei fluidi Fluidi ideali. Definizioni di densità e pressione. Legge
di Stevino. Principio di Pascal. Manometro. Principio di Archimede. Teorema
di Bernoulli e applicazioni. I fluidi reali: fluidi viscosi. Legge di Poiseuille.
Legge di Stokes. Numero di Reynolds. Moti laminari e turbolenti. Il sistema
circolatorio. La misura della pressione sanguigna.
Moti oscillatori Moto armonico semplice. Considerazioni energetiche nel
moto armonico semplice. Il pendolo semplice. Le onde meccaniche.
Propagazione delle onde meccaniche. Potenza trasmessa. Effetto Doppler e
applicazioni in campo medico. L’orecchio umano. Il suono: altezza, intensità,
timbro. Esposizione al suono e danni all’udito.
Elettrologia La carica elettrica e la legge di Coulomb. Il campo elettrico.
Teorema di Gauss e sue applicazioni. Potenziale elettrico e differenza di
potenziale. Capacità elettrica e condensatori. Resistenza elettrica. Leggi di
Kirchhoff. Circuiti RC. Il defibrillatore.
Magnetismo Campo e forza magnetica. Moto di una carica in campo
magnetico. Selettore di velocità. Spettrometro di massa. Legge di Biot e
Savart. Teorema di Ampère. Il solenoide. Legge di Faraday-Lenz.
Effetti biologici delle radiazioni ionizzanti La radiazione
elettromagnetica. Interazione con la materia. Sorgenti naturali e artificiali di
radiazioni ionizzanti. Dose e dose equivalente. Effetti molecolari, biologici e
sanitari.
Statistica Le incertezze sperimentali. Cifre significative. Errori di sensibilità,
sistematici e casuali. Errori relativi. Errore standard. Propagazione degli errori.
Media, deviazione standard, errore della media. Istogrammi.
Informatica
Utilizzo del software Excel per l’analisi dei dati sperimentali.
Esperienze in Laboratorio Misure di densità. Verifica della legge dei punti
coniugati per una lente sottile. Microscopia ottica: misura delle aree dei nuclei
di fibroblasti umani.
Testi consigliati:
Libri di testo consigliati
- Serway e Jewett, Principi di fisica (IV edizione), Volume 1, EdiSES
- Taylor, Introduzione all’analisi degli errori, Zanichelli
- Durante e Gialanella, Analisi dei dati nella sperimentazione biomedica, UTET
