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Fisica applicata alla medicina - Vecchio Ordinamento (D.M. 509/99)

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Anno accademico 2012/2013

Insegnamento integrato
Periodo didattico
Primo semestre
Crediti/Valenza
2
SSD dell'attività didattica
FIS/07 - fisica applicata (a beni culturali, ambientali, biologia e medicina)
Modalità di erogazione
Tradizionale
Lingua di insegnamento
Italiano
Modalità di frequenza
Obbligatoria
Tipologia d'esame
Scritto ed orale
Oggetto:

Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

Lo studente dovrà prendere visione dell'insieme delle grandezze e delle leggi fisiche necessarie per una ragionevole comprensione della fenomenologia fisica presente nelle materie che sono oggetto della Laurea in Dietistica.

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Risultati dell'apprendimento attesi

Lo studente al termine del Corso sarà in grado di : - utilizzare le conoscenze di base dei principi di Fisica applicata alla Fisiologia del corpo umano, necessarie alla comprensione del funzionamento dei principali sistemi che costituiscono il corpo umano stesso. - comprendere i principi di funzionamento della strumentazione biomedica, con particolare attenzione alle applicazioni di interesse per il Corso di Laurea in Dietistica.

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Programma

(a.a. 2007-2008)

Richiami di matematica

v      Potenze, rapporti, proporzioni e percentuali.v      Equazioni di primo e secondo grado.v      Geometria elementare, angoli piani, funzioni trigonometriche e triangolo rettangolo.v      Funzioni e loro rappresentazione cartesiana: retta, iperbole, parabola, curva esponenziale.

 

Introduzione alle grandezze fisiche ed alle unità di misura

v      Grandezze fisiche fondamentali e grandezze derivate, costanti fisiche.v      Il sistema Internazionale di unità di misura, multipli e sottomultipli ed uso della notazione scientifica.v      Unità pratiche, equivalenze tra unità di misura.v      Errore assoluto ed errore relativo, cifre significative, variazioni percentuali.v      Grandezze scalari e grandezze vettoriali:Ø       vettori uguali ed opposti, scomposizione di un vettore;Ø       somma, differenza e prodotto scalare di vettori. Risultante di vettori. 

Meccanica

v      Cinematica del punto materiale: Ø       spostamento, velocità ed accelerazione;Ø       alcune leggi orarie del moto:§         moto uniforme ed uniformemente accelerato;§         moto circolare uniforme ed accelerazione centripeta.v      Introduzione alle forze e 3 principi della dinamica. v      Esempi di forze:Ø       la forza peso e l'accelerazione di gravità. Il campo gravitazionale;Ø       le forze di attrito e le forze di contatto;Ø       la forza centripeta.v      Corpi rigidi:Ø       il baricentro di un corpo rigido e metodo empirico per la sua determinazione; Ø       equilibrio stabile, instabile ed indifferente;Ø       il momento di una forza e le condizioni di equilibrio di un corpo rigido;Ø       vincoli e condizioni di stabilità di un corpo su di un piano orizzontale;Ø       le leve: guadagno meccanico ed applicazioni ad articolazioni umane.v      Energia meccanica e lavoro:Ø       lavoro di una forza e teorema dell’energia cinetica;Ø       lavoro della forza peso e  l’energia potenziale: principio di conservazione dell'energia meccanica;Ø       potenza meccanica;Ø       forze dissipative e concetto di rendimento meccanico;

 

Meccanica dei fluidi

v      Introduzione ai fluidi:Ø       distinzione tra liquidi, gas e vapori;Ø       caratteristiche dei fluidi: diffusione, viscosità, comprimibilità. Il fluidi ideali e fluidi reali.v      Fluidostatica:Ø       densità e pressione. Legge di Pascal;Ø       la legge di Stevino e la pressione idrostatica: §         i vasi comunicanti;§         la misura della pressione atmosferica attraverso l’esperimento di Torricelli ed il mmHg;§         il manometro a liquido e  lo sfigmomanometro;§         gli effetti della gravità sulla pressione nei vasi sanguigni;Ø       il principio di Archimede ed il galleggiamento dei corpi.v      Fluidodinamica:Ø       il regime stazionario e la portata di in condotto. Equazione di continuità;Ø       i fluidi ideali ed il teorema di Bernoulli;Ø       i fluidi reali e la resistenza idrodinamica:§         il moto laminare, la legge di Hagen-Poiseuille e la viscosità di un fluido;§         la velocità critica ed il regime turbolento: legge di Reynold;Ø       applicazioni della fluidodinamica al sistema cardiocircolatorio:§         calcolo della portata del circolo sistemico e velocità del sangue nei vari distretti;§         applicazione del teorema di Bernoulli ad aneurisma e stenosi;§         calcolo della resistenza idrodinamica di un soggetto sano e di un soggetto iperteso;§         calcolo della velocità critica nel’aorta;§         il lavoro motore e della potenza meccanica del cuore.v      Trasporto in regime viscoso e legge di Stokes; applicazioni alla sedimentazione ed alla centrifugazione.  

Tensione superficiale

v      Fenomeni di superficie e tensione superficiale. Formula di Laplace per una bolla liquida. v      Applicazioni:Ø       contagocce;Ø       capillarità e legge di Jurin;Ø       embolia gassosa.

 Termologia

v      La temperatura ed il calore:Ø       diverse scale termometriche ed il termometro; Ø       il calore e la caloria;Ø       il calore specifico, la capacità termica e le condizioni di equilibrio termico. Il calorimetro delle mescolanze.v      Le trasformazioni di fase ed il calore latente di evaporazione. 

I Gas

v      La tavola periodica, la massa atomica, la mole ed il numero di Avogadro.v      I gas ideali: Ø       l’equazione di stato. La legge di Avogadro;Ø       le trasformazioni isoterme e la loro rappresentazione sul piano pV.v      Miscuglio di gas ideali, la frazione molare, la pressione parziale e la legge di Dalton.v      I gas reali e le trasformazioni isoterme:Ø       la temperatura critica;Ø       la tensione di vapore e l'umidità relativa. 

Termodinamica e metabolismo

v      Il lavoro in termodinamica, le trasformazioni reversibili ed irreversibili.v      Cenni sul primo e secondo principio della termodinamica.v      il calorimetro delle mescolanze e la bomba calorimetrica;v      equivalente calorico e calore di combustione;v      Energia fisiologica minima, MR ed MBR.v      il tasso metabolico e l’esame spirometrico;v      efficienza del corpo umano nelle diverse attività fisiche.v      Meccanismi di propagazione del calore; conduzione, convezione ed irraggiamento.v      Meccanismi di termoregolazione del corpo umano. 

Le soluzioni diluite

v      Le soluzioni liquide e la concentrazione. La composizione del plasma.v      Diffusione libera e prima legge di Fick.v      Diffusione attraverso membrane porose e permeabilità di una membrana.v      La diffusione dei gas nei liquidi, la legge di Henry e la solubilità.Ø       Esempio: equilibri negli alveoli polmonari e la diffusione di ossigeno ed azoto nel corpo.v      Membrane semipermeabili e fenomeni osmotici: le leggi di Van't Hoff e le soluzioni isotoniche. 

Fenomeni elettrici 

v      Il modello atomico e la carica elettrica.v      La legge di Coulomb, il campo elettrico ed il potenziale elettrico. Il campo elettrico uniforme.v      Il condensatore piano e la capacità elettrica. Condensatori in serie ed in parallelo.v      La corrente elettrica.v      Le leggi di Ohm, la resistenza elettrica e la resistività; resistenze in serie ed in parallelo.v      Potenza elettrica ed effetto Joule.

 

 

 

 

Testi consigliati e bibliografia

Oggetto:

E. Ragozzino, Principi di Fisica, EdiSES (Napoli) F.Bersani, S.Bettati et al. Fisica Biomedica, Piccin (Padova) V.Monaco, R.Sacchi, A.Solano, Elementi di Fisica, McGraw Hill



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Note

I semestre

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Ultimo aggiornamento: 01/07/2013 14:40
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