Università degli Studi di Pavia Facoltà di Medicina e Chirurgia

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1 Università degli Studi di Pavia Facoltà di Medicina e Chirurgia CORSO DI LAUREA TRIENNALE CLASSE DELLLE LAUREE DELLE PROFESSIONI SANITARIE TECNICHE Corso Integrato di Fisica, Statistica, Informatica Insegnamento di FISICA APPLICATA a.a Docente: Fabrizio Boffelli Dipartimento di Fisica - Università degli Studi di Pavia Via A. Bassi, 6 - Pavia Recapiti: Tel: Ricevimento studenti: su appuntamento

2 Corso propedeutico di Matematica e Fisica Programma ASPETTI GENERALI: Fisica e Medicina. Scienza esatta. Metodo Scientifico ASPETTI DI MATEMATICA: Matematica linguaggio della Scienza Equazioni: cosa sono e come si risolvono Proporzioni Conversione di unità di misura Potenze e loro proprietà. Potenze a esponente negativo Potenze di 10. Notazione scientifica Lunghezze, superfici e volumi Misure di superfici e volumi Calcolo percentuale e uso delle percentuali Sistemi di riferimento a 2 e 3 dimensioni Funzioni: definizione e generalità Funzioni invertibili Determinazione di una funzione a scopi sperimentali Funzioni dipendenti dal tempo Proporzione diretta e inversa: retta e iperbole Proporzione quadratica diretta e inversa Esponenziale e logaritmo Valori notevoli e proprietà dei logaritmi Funzione esponenziale Esponenziale negativo Funzione logaritmica Misura degli angoli Seno e coseno. Valori notevoli di seno e coseno. Funzioni trigonometriche

3 Corso di "Fisica Applicata" PROGRAMMA DI ESAME Nozioni introduttive Definizione di una grandezza fisica e sue dimensioni. Sistemi di unità di misura. Grandezze scalari e grandezze vettoriali. Elementi di calcolo vettoriale. Meccanica Descrizione cinematica del moto: traiettoria e legge oraria, velocità e accelerazione. Le forze, le leggi della dinamica, i campi di forze, il campo gravitazionale, massa, peso e densità. Lavoro, energia e potenza: energia cinetica e teorema dell'energia cinetica, campi conservativi, energia potenziale e conservazione dell'energia meccanica, potenza e rendimento di una macchina. Biomeccanica. Equilibrio dei corpi rigidi. Vincoli, leve, articolazioni. Meccanica della locomozione. Fratture. Meccanica dei fluidi nei sistemi biologici. Trasporto in regime viscoso Il moto dei fluidi: portata ed equazione di continuità. La pressione. Fluidi non viscosi: il teorema di Bernoulli. Fluidi viscosi: moto laminare e moto turbolento. Effetto della pressione idrostatica. Misura della pressione del sangue (sfigmomanometro). Cenni di idrodinamica nei sistemi biologici. Meccanismi di trasporto. Termologia e termodinamica Temperatura e scale termometriche ( K e C). Energia interna. Calore e calore specifico. I gas perfetti. I gas reali. I principi della termodinamica. Meccanismi di trasmissione del calore. Fenomeni elettrici Carica elettrica e forza di Coulomb. Il campo elettrico e il potenziale elettrico. La capacità di un conduttore e il condensatore. La corrente elettrica e le leggi di Ohm. Effetto termico della corrente elettrica. Cenni sui fenomeni magnetici. Fenomeni ondulatori. Emissione ed assorbimento di radiazioni Le onde: descrizione e caratteristiche. Il suono, ultrasuoni ed applicazioni. Le onde elettromagnetiche.

4 Lo studente alla fine del corso dovrà dimostrare di essere in grado di: IN GENERALE Applicare le leggi fisiche e le relazioni fra grandezze fisiche per la soluzione di semplici problemi numerici nel campo biomedico; verrà posta enfasi alla applicazione delle leggi fisiche del corpo umano. MECCANICA Saper enunciare e discutere i tre principi della dinamica. Saper descrivere la legge di Newton, ricavarne la forza peso, definire la densità dei corpi. Conoscere la definizione di lavoro, di forze conservative e di energia potenziale. Esprimere l energia potenziale di gravità, il principio di conservazione dell energia e la conservazione dell energia meccanica. Saper definire la potenza meccanica e il rendimento di una macchina. Conoscere le leve di I, II e III tipo, con esempi relativi al corpo umano. Forza di attrito. Saper fare riferimenti precisi alla meccanica del corpo umano. MECCANICA DEI FLUIDI Saper esprimere le caratteristiche proprie dei fluidi, definire le grandezze fisiche presenti in un fluido in moto (come la pressione e la portata) con le relative diverse unità di misura e i loro fattori di conversione. Conoscere la legge di Stevino: pressione idrostatica a soggetti in posizione eretta. Fornire la descrizione del moto di un fluido in regime laminare e in regime turbolento in particolare individuandone le caratteristiche e la presenza nel sistema circolatorio. Saper applicare l equazione di continuità al sistema circolatorio. Conoscere il principio di conservazione dell energia di un liquido che si muove in un condotto in prossimità del suolo (teorema di Bernoulli) e discuterne le conseguenze. Saper descrivere la misura della pressione arteriosa con lo sfigmomanometro. Illustrare i fenomeni di trasporto: sedimentazione, centrifugazione, elettroforesi. TERMOLOGIA e TERMODINAMICA Spiegare il concetto di calore e conoscere le sue unità di misura. Conoscere le scale termometriche e le leggi dei gas perfetti con le relative condizioni di applicazione ai gas reali e alla miscela gassosa chiamata aria (cenni sulla temperatura critica). Sapere definire un sistema termodinamico e conoscere le varie trasformazioni termodinamiche. Conoscere il primo principio della termodinamica e il significato di entalpia. Saper descrivere qualitativamente il significato del secondo principio della termodinamica. Saper descrivere i meccanismi di trasporto del calore, con particolare riferimento al corpo umano

5 FENOMENI ELETTRICI Essere in grado di descrivere la legge di Coulomb. Conoscere la definizione di campo elettrico, potenziale elettrico, corrente elettrica, le leggi di Ohm, l effetto termico della corrente elettrica e le relative unità di misura. FENOMENI ONDULATORI e RADIAZIONI IONIZZANTI Conoscere le principali caratteristiche dei fenomeni ondulatori e della loro propagazione (ampiezza, frequenza, periodo, lunghezza d onda, velocità di propagazione e loro relazioni). Saper descrivere le onde meccaniche (suono) e le onde elettromagnetiche. Conoscere gli ultrasuoni e la loro applicazione in medicina (ecografia ed ecodoppler). Conoscere lo spettro delle onde elettromagnetiche e la sua applicazione nella medicina. Conoscere le caratteristiche della radiazione X e del suo assorbimento nel corpo umano (radiografia, radioscopia e TAC). Pavia, Ottobre 2018 Il docente Boffelli Fabrizio

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