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Oggetto:
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Fisica 1

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Physics 1

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Anno accademico 2023/2024

Codice attività didattica
MED3215A
Docente
Tiziana Sanavia (Docente Titolare dell'insegnamento)
Corso di studio
[f007-c318] laurea i^ liv. in dietistica (abilitante alla professione sanitaria di dietista) - a torino
Anno
1° anno
Periodo
Da definire
Tipologia
Di base
Crediti/Valenza
2
SSD attività didattica
FIS/07 - fisica applicata (a beni culturali, ambientali, biologia e medicina)
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Obbligatoria
Tipologia esame
Scritto ed orale
Tipologia unità didattica
modulo
Insegnamento integrato
SCIENZE BIOMEDICHE 1 (MED3215)
Prerequisiti
Nozioni di base di matematica e fisica fornite durante gli studi secondari superiori. Non vi sono insegnamenti propedeutici.
Basics of maths and physics provided during upper secondary education.
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Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

Conferire le conoscenze di base dei principi della Fisica necessari per la comprensione del funzionamento dei principali sistemi che costituiscono il corpo umano e per l’utilizzo della strumentazione biomedica, con particolare attenzione alle applicazioni di interesse per il corso di laurea. Permettere una ottimale comprensione delle materie e degli argomenti che verranno trattati nel prosieguo del Corso di Laurea.

To provide basic knowledge of the principles of Physics necessary to understand the mechanisms of the main systems in the human body and for the usage of biomedical instrumentation, with particular attention to applications of interest for the degree course. To enable an optimal understanding of the subjects and topics that will be covered in the continuation of the degree course.

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Risultati dell'apprendimento attesi

Al termine dell'insegnamento occorrerà dimostrare di aver acquisito le nozioni di base della fisica, come si applicano al corpo umano e la loro integrazione nel mantenimento dell’omeostasi dell’organismo.

At the end of the course, it will be necessary to demonstrate that one has acquired the basic notions of physics, how they apply to the human body, and their integration in maintaining the organism's homeostasis.

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Programma

Il movimento degli esseri viventi: cinematica e dinamica del punto in 1 e 2 dimensioni, meccanica del corpo, estensione della dinamica traslazionale al moto rotazionale. Moto articolato, cenni alla biomeccanica delle articolazioni e modelli biomeccanici. Principi fondamentali della dinamica. Applicazioni delle forze conservative e non conservative. Concetti di lavoro, energia cinetica, potenza ed energia potenziale, energia meccanica. Corpo esteso elastico e cenni sulle caratteristiche elastiche di ossa e tessuti.

Le leggi sui fluidi e la fluidodinamica (Pascal ed equazione di continuità, Stevino, Archimede, Bernoulli e Torricelli). La tensione superficiale e i fenomeni molecolari: concetto di diffusione e osmosi, moto delle molecole in una soluzione, legge di Fick, pressione osmotica e soluzioni isotoniche. I compartimenti e la diffusione libera e transmembrana. La fisica della circolazione del sangue: moto laminare (legge di Poiseuille) e turbolento e funzionamento dello sfigmomanometro. Viscosità del sangue e sue anomalie - Cenni di meccanica e di energetica cardiaca e di regolazione delle resistenze vascolari.

La fisica della respirazione: le leggi dei gas perfetti- i miscugli di gas, le pressioni parziali e la legge di Dalton, legge di Laplace applicata agli alveoli polmonari, la capillarità, Legge di Jurin, l’embolia gassosa.

I processi metabolici: applicazione della termodinamica al corpo umano, modalità di propagazione del calore (conduzione, convezione e irraggiamento), concetto di sistema termodinamico, equazione di stato dei gas, teoria cinetica dei gas, trasformazioni termodinamiche (isoterma, isobara, isocora, adiabatica), lavoro di un sistema termodinamico ed energia interna, legge di Dalton, cambiamenti di stato e calore latente, principi della termodinamica ed entropia.

Eletticità: la carica elettrica, conduttori e isolanti, forza di Coulomb e campo elettrico, energia potenziale elettrica e potenziale elettrico, concetto di condensatore e sua capacità ed energia, differenza tra condensatori in serie e in parallelo, carica per induzione, corrente e intensità elettrica, forza elettromotrice, resistenza e leggi di Ohm, differenza tra resistenze in serie processo e in parallelo. Potenziali cellulari di riposo e di azione:  diffusione ionica- generazione del potenziale di riposo e legge di Nernst – modello della membrana cellulare per scambi ionici. 

Le onde e le loro proprietà: lunghezza d’onda, frequenza, ampiezza ed energia, differenza tra onde trasversali e longitudinali, propagazione delle onde. Udito e struttura dell’ orecchio-  intensità, sensazione sonora e loro misura – ranges di percezione e curva di udibilità. Applicazioni: ecografia ed effetto doppler. Luce, visione e strumenti ottici semplici, ottica geometrica: rifrazione e legge di Snell, riflessione e angolo limite, formazione delle immagini con specchi, diottri e lenti. Struttura dell’occhio e aspetti fisici del processo della visione- difetti visivi e loro correzione, acuità visiva.

Movement of living things: kinematics and point dynamics in 1 and 2 dimensions, body mechanics, extension of translational dynamics to rotational motion. Articulated motion, mention of joint biomechanics and biomechanical models. Fundamental principles of dynamics. Applications of conservative and nonconservative forces. Concepts of work, kinetic energy, power and potential energy, mechanical energy. Elastic extended body and hints on elastic characteristics of bones and tissues.

Fluid laws and fluid dynamics (Pascal and continuity equation, Stevino, Archimedes, Bernoulli and Torricelli). Surface tension and molecular phenomena: concept of diffusion and osmosis, motion of molecules in a solution, Fick's law, osmotic pressure and isotonic solutions. Compartments and free and transmembrane diffusion. The physics of blood circulation: laminar (Poiseuille's law) and turbulent motion and operation of the sphygmomanometer. Blood viscosity and its abnormalities - hints of mechanics and cardiac energetics and regulation of vascular resistance.

Physics of respiration: perfect gas laws-mixtures of gases, partial pressures and Dalton's law, Laplace's law applied to pulmonary alveoli, capillarity, Jurin's Law, gas embolism.

Metabolic processes: application of thermodynamics to the human body, modes of heat propagation (conduction, convection and radiation), concept of thermodynamic system, equation of state of gases, kinetic theory of gases, thermodynamic transformations (isothermal, isobaric, isochoric, adiabatic), work of a thermodynamic system and internal energy, Dalton's law, changes of state and latent heat, principles of thermodynamics and entropy.

Electricity: electric charge, conductors and insulators, Coulomb force and electric field, electric potential energy and electric potential, concept of capacitor and its capacitance and energy, difference between capacitors in series and in parallel, charge by induction, electric current and intensity, electromotive force, resistance and Ohm's laws, difference between resistors in series process and in parallel. Cellular resting and action potentials: ionic diffusion- generation of resting potential and Nernst's law- model of cell membrane by ion exchange.

Waves and their properties: wavelength, frequency, amplitude and energy, difference between transverse and longitudinal waves, wave propagation. Hearing and structure of the 'ear- intensity, sound sensation and their measurement- ranges of perception and hearing curve. Applications: ultrasound and doppler effect. Light, vision and simple optical instruments, geometric optics: refraction and Snell's law, reflection and limiting angle, image formation with mirrors, diopters and lenses. Structure of the eye and physical aspects of the vision process- visual defects and their correction, visual acuity.

 

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Modalità di insegnamento

L’insegnamento prevede 24 ore di lezioni frontali ed esercitazioni.
Le lezioni frontali prevedono una forte componente interattiva tra docente e studenti.

The course includes 24 hours of frontal lectures and exercises. The frontal lectures involve a strong interactive component between the teacher and the students

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Modalità di verifica dell'apprendimento


Esame scritto con soluzione di esercizi e breve esame orale, entrambi obbligatori. Lo studente che ha superato la prova scritta con esito positivo (almeno 18/30) si sottopone alla prova orale durante la quale viene verificata la validità o meno del giudizio espresso, con un paio di domande sulla teoria e la revisione degli esercizi dell'esame scritto, con possibilità di ridefinire il voto.

Written exam with exercise solutions and a brief oral exam, both mandatory. The student who has passed the written exam with a positive result (at least 18/30) will take the oral exam during which the validity of the expressed judgement is verified, with a couple of questions about the theory and the review of the exercises from the written exam, with the possibility of redefining the grade.

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Attività di supporto

10 ore di esercitazioni che possono essere considerate come attività di tirocinio.

10 hours of exercises that can be considered as internship activities.

Testi consigliati e bibliografia

Oggetto:

Libro

Titolo:  FONDAMENTI DI FISICA

Anno pubblicazione: 2020

Editore: EDIZ. PEARSON MYLAB

Autore:  JAMES S. WALKER

Obbligatorio:  No

Altri testi consigliati:

P. Davidovits (2015) Fisica per le professioni sanitarie. Utet
Bellini, G. et al. (2019). Fisica per medicina: con applicazioni fisiologiche,
diagnostiche e terapeutiche. Piccin.
Giambattista, A. et al. (2012). Fisica generale, McGraw-Hill Education (Italy).
Giancoli, D.C. (2017). Fisica, principi e applicazioni, Casa Editrice Ambrosiana.
Scannicchio, D. (2020). Fisica biomedica. EdiSES.

 

 



Registrazione
  • Chiusa
    Apertura registrazione
    01/03/2020 alle ore 00:00
    Chiusura registrazione
    31/12/2022 alle ore 23:55
    Oggetto:
    Ultimo aggiornamento: 04/12/2023 17:05
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