Obiettivi formativi
Il modulo di Fisica Medica si inserisce nel Corso Integrato di Bioscienze ed intende dare una formazione di base che
consiste nella conoscenza e comprensione di principi fisici di base propedeutici per altre importanti discipline del Corso di Laurea, quali Chimica e Biochimica, Biologia, Fisiologia, ecc., che sulla fenomenologia
fisica si fondano o di essa fanno frequente uso. Il corso si ripromette altresì di dare i rudimenti concettuali necessari per una comprensione pur
sommaria di alcune importanti tecnologie di uso sempre più di frequente in campo medico e tecnologico. In questo senso, il corso il corso si prefigge anche lo scopo di sviluppare l'attitudine dello studente allo studio indipendente ed all'aggiornamento continuo sull'applicazione di
tecniche fisiche in diversi campi dell'attività umana. Come ultima finalità, ma forse la più importante, il corso si prefigge di dare allo studente uno
stimolo per il raggiungimento di una maggiore confidenza su concetti di uso comune, ma non sempre sufficientemente chiariti dagli studi
pregressi, quali: azioni meccaniche tra corpi a contatto, sforzi ed energie
in gioco, aspetti dinamici conseguenti a forze elastiche e urti, attriti e aspetti termici e termodinamici, proprietà statiche e dinamiche di
fluidi gassosi e liquidi.
Prerequisiti
Contenuti dell'insegnamento
La prima parte del modulo di Fisica Medica tratterà la definizione delle principali grandezze fisiche, i sistemi e le unità di misura. In seguito verranno affrontati i principi fondamentali della cinematica, della dinamica, della termologia a termodinamica. Verranno di volta in volta sottolineate le principali applicazioni e conseguenze sulla fisiologia del
corpo umano ed in ambito medico. In particolare, verranno approfonditi aspetti relativi alla biomeccanica, alla circolazione del sangue, al controllo della temperatura corporea.
Programma esteso
Introduzione: grandezze fisiche e loro misure; dimensioni, unità di misura.
Cinematica in una dimensione: velocità ed accelerazione; moto con
accelerazione costante. Cinematica in due dimensioni: scalari e vettori;
moto di un proiettile. Dinamica: le tre leggi di Newton; peso e forza
normale; attrito; piano inclinato. Moto circolare: cinetica e dinamica del
moto circolare uniforme; centrifugazione; satelliti artificiali. Lavoro ed
energia: lavoro; energia cinetica e principio lavoro-energia; energia
potenziale; forze conservative; traformazioni dell'energia e conservazione
dell'energia. Quantità di moto: quantità di moto e sua conservazione; urti
elastici ed anelastici; centro di massa e baricentro; moto traslatorio. Moto
rotatorio: grandezze angolari; cinematica di un moto rotatorio
uniformemente accelerato; moto di rotolamento; momento torcente;
dinamica rotazionale; energia cinetica rotazionale; conservazione del
momento angolare. Fluidi: densità e peso specifico; pressione nei fluidi;
principio di Pascal; principio di Archimede; principio di Bernoulli; viscosità
e legge di Poiseuille; tensione superficiale e capillarità. Vibrazioni ed
onde: moto armonico semplice; energia del moto armonico semplice;
pendolo; moto armonico smorzato; vibrazioni forzate e risonanza; moti
ondulatori; energia trasportata dalle onde; riflessione ed interferenza;
rifrazione e diffrazione. Suono: caratteristiche del suono; impedenze
acustiche; la sensazione sonora; rumore e colore del suono; interferenza
e battimenti; effetto Doppler; risonanza. Temperatura e calore:
temperatura e termometri; principio zero della termodinamica; legge dei
gas perfetti; numero di Avogadro; diffusione; energia interna di in gas
ideale; calorimetria; trasmissione del calore. Termodinamica: Iº principio
della termodinamica; IIº principio della termodinamica; le macchine
termiche; l'entropia.
Bibliografia
1) Appunti di lezione.
2) Bersani, Bettati, Biagi, Capozzi, Feroci, Lepore, Mita, Ortalli, Roberti,
Viglino, Vitturi: Fisica biomedica, Ed. Piccin Nuova Libraria (Padova).
3) Scannicchio: Fisica Biomedica, Ed. EdiSES (Napoli).
4) Celasco: Lineamenti di Fisica Medica, Ed. E.C.I.G. (Genova).
Metodi didattici
Durante le lezioni frontali verranno illustrati e commentati gli argomenti
contenuti nel programma del modulo. L'enfasi sarà posta sulle
applicazioni dei principi fisici fondamentali in campo biomedico, e si
forniranno esempi di come l'applicazione di tali principi possa portare a
formulare previsioni quantitative su fenomeni fisiologici e patologici. In
alcuni casi selezionati, verrà illustrata la dimostrazione di principi fisici di
base, allo scopo di introdurre gli studenti alla pratica del pensiero logico e
del metodo sperimentale.
Modalità verifica apprendimento
L'accertamento del raggiungimento degli obiettivi previsti dal modulo prevede una prova scritta, consistente principalmente in quesiti a risposta aperta su argomenti trattati nel corso. In questo modo, verrà accertata la conoscenza e la comprensione, da parte dello studente, sia
dei principi teorici che delle loro conseguenze in campo medico e biologico.
La prova scritta potrà prevedere anche la risoluzione di uno o più problemi, per verificare il raggiungimento dell'obiettivo della capacità di applicare le conoscenze acquisite ad una situazione simulata di interesse biologico o medico.
La valutazione collegiale degli elaborati attribuirà lo stesso peso alle risposte ai quesiti a risposta aperta ed ai problemi proposti.
Altre informazioni
Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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