FISICA APPLICATA
cod. 12878

Anno accademico 2023/24
1° anno di corso - Primo semestre
Docente
- Aba LOSI
Settore scientifico disciplinare
Fisica applicata (a beni culturali, ambientali, biologia e medicina) (FIS/07)
Field
Discipline applicate agli studi medico-veterinari
Tipologia attività formativa
Base
36 ore
di attività frontali
3 crediti
sede: PARMA
insegnamento
in - - -

Obiettivi formativi

D1 - CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE Conoscere gli aspetti fondamentali di 7 macroargomenti di fisica: i.Grandezze fisiche e operazioni tra vettori; ii. Meccanica dei solidi; iii. meccanica dei fluidi; iv. Onde e acustica; v. Termologia e termodinamica; vi. Elettromagnetismo; vii.Luce, ottica e radiazioni;
Ricordare le formule essenziali, raggruppate in un formulario fornito dal docente; comprendere il testo di un problema e di domande teoriche;
D2 - CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE Applicare correttamente concetti e formule; essere in grado di comprendere svolgere in autonomia problemi di fisica applicata agli ambiti proposti; saper comprendere il testo di un problema e di una domanda teorica di fisica;
D3 - AUTONOMIA DI GIUDIZIO
Saper analizzare problemi di fisica e saper valutare il metodo risolutivo più semplice e meno dispendioso; saper rispondere in modo critico e consapevole a domande teoriche sul programma svolto;
D4 - ABILITÀ COMUNICATIVE
Saper rispondere a domande in modo sintetico e rigoroso; saper esplicitare con un linguaggio immediatamente comprensibile concetti e commenti a una domanda a risposta multipla; chiedere l'aiuto del docente quando necessario;
D5 - CAPACITA' DI APPRENDERE
Essere in grado di individuare il metodo di studio più adeguato e di cambiare l'approccio al modo di affrontare problemi e quesiti di fisica quando non desse risultati apprezzabili; saper autovalutare ed eventualmente colmare le carenze nel linguaggio matematico di base, essenziale per risolvere problemi di fisica.

Prerequisiti

Nessuno per lo specifico programma di Fisica applicata.
Conoscenze matematiche di base dalla scuola superiore.

Contenuti dell'insegnamento

1. GRANDEZZE FISICHE ED OPERAZIONI TRA VETTORI. Richiami di matematica.
2. MECCANICA DEI SOLIDI La meccanica Newtoniana e le tre leggi. Moti e dinamica. Energia, lavoro, potenza. Leggi di conservazione. Elementi di biomeccanica
3. MECCANICA DEI FLUIDI Dinamica e statica di fluidi ideali. Fluidi reali. Propietà chimico-fisiche dei fluidi. Meccanica dei fluidi nei sistemi biologici
4. ONDE E ACUSTICA. Onde e moti periodici. Rifrazione, riflessione, diffrazione, risonanza. Acustica. Applicazioni biomediche degli ultrasuoni
5. TERMOLOGIA E TERMODINAMICA.Calore e temperatura. I principi della termodinamica. Termodinamica biologica.
6. ELETTROMAGNETISMO. Introduzione all´elettromagnetismo. Forza elettrica e magnetica e leggi che le governano. Campi elettrico e magnetico. Cariche in movimento e induzione. Potenziali bioelettrici.
7. LUCE, OTTICA E RADIAZIONI. Natura della luce e interazione radiazione-materia. Leggi dell’ottica geometrica e fisica. Strumentazione e sistemi ottici. Energia fotonica. Processo visivo. Applicazioni biomediche delle onde elettromagnetiche e radiazioni ionizzanti. Effetti biologici delle radiazioni.

Programma esteso

1. GRANDEZZE FISICHE ED OPERAZIONI TRA VETTORI: Grandezze fisiche. Concetto di errore. Richiami di matematica. Cenni di trigonometria. Operazioni tra vettori. Il calcolo differenziale nel trattamento delle grandezze fisiche.
2. MECCANICA DEI SOLIDI Introduzione alla meccanica Newtoniana. Le tre leggi di Newton. Moti con velocitá costante. Moti accelerati lineari e bidimensionali. Moti circolari. Introduzione ai concetti di energia e lavoro. L´energia e la sua conservazione. Teorema dell´energia cinetica. Energia potenziale e cinetica. La legge di Hooke. Sistemi conservativi. Energia potenziale gravitazionale e concetto di campo. Forze non conservative. Potenza. La quantità di moto e la sua conservazione. Momento angolare e la sua conservazione. Momento torcente e dinamica rotazionale. Elementi di biomeccanica.
3. MECCANICA DEI FLUIDI Meccanica dei fluidi I: la dinamica. Equazione di continuitá e legge di Bernoulli. Meccanica dei fluidi II: la statica. Legge di Stevino, di archimede, di Pascal. Meccanica dei fluidi reali. Meccanica dei fluidi nei sistemi biologici.
4. ONDE E ACUSTICA. Onde ed oscillazioni. Moto periodico e onde. Rifrazione, riflessione, diffrazione. Risonanza. Onde stazionarie. ONDE SONORE ed Acustica. Battimenti ed effetto Doppler. Infrasuoni ed ultrasuoni. Ultilizzo di ultrasuoni in medicina.
5. TERMOLOGIA E TERMODINAMICA.Calore e temperatura. Calore, lavoro e I principio della termodinamica. II principio ed entropia. Trasformazioni spontanee (criteri). Applicazioni del II principio. Ciclo di Carnot diretto ed inverso.Termodinamica biologica. Equilibrio, diffusione e trasporto attivo nelle membrane cellulari.
6. ELETTROMAGNETISMO. Introduzione all´elettromagnetismo. Forza di Coulomb, campo elettrico, linee di campo. Calcolo del campo elettrico. Flusso e legge di Gauss. Teorema di Coulomb.Cariche in movimento. Energia potenziale elettrica e potenziale. Condensatori. Corrente elettrica, leggi di Ohm e resistenza. I circuiti e la potenza.Leggi di Kirchoff. Il campo magnetico. Forza magnetica e sue conseguenze. Campo magnetico e induzione. Le leggi di Maxwell. Il campo elettromagnetico. Fenomeni elettrici nei sistemi biologici e potenziali bioelettrici.
7. LUCE, OTTICA E RADIAZIONI. Natura della luce. Interazione radiazione elettromagnetica-materia. Polarizzazione. Ottica geometrica. Ottica fisica. Strumentazione ottica e microscopi. Funzionamento dell’occhio. La luce UV nell'ambiente e sue conseguenze sui sistemi biologici. Utilizzo in diagnostica e terapia delle delle radiazioni elettromagnetiche e particelle ionizzanti. Effetti biologici delle radiazioni e dosimetria.

Bibliografia

Alan Giambattista, Betty McCarthy Richardson, Robert C. Richardson- FISICA GENERALE Principi ed Applicazioni- McGraw-Hill, 3a edizione. Per amteriale online disponibile: https://highered.mheducation.com/sites/8838699364/student_view0/index.html
Oppure: un altro libro di Fisica Generale con esempi di ambito biomedico

Slides del docente

Metodi didattici

Lezioni erogate in presenza, supportate da videoregistrazioni. Le attività didattiche saranno condotte tramite lezioni con slide in formato elettronico, alternate a esercizi. Per gli esercizi verrà utilizzata anche la piattaforma Wooclap (occorre uno smartphone che legga i QR code) che consente un alto livello di interazione tra docente e studenti e di dare risposte agli eserci proposti in forma anonima.
Le slide utilizzate a supporto delle lezioni verranno caricate anticipatamente sulla piattaforma Elly, con cadenza settimanale.
Per scaricare le slide è necessaria l’iscrizione al corso on line sulla piattaforma elly.
Le slide vengono considerate parte integrante del materiale didattico.
Le modalità di erogazione e di verifica potrebbero variare in corso d’anno a causa dell’emergenza SARS-CoV-2. Le eventuali variazioni verranno comunicate in tempo utile.

Modalità verifica apprendimento

L'esame è scritto, comprende 11 domande a scelta multipla ognuna delle quali vale 3 punti se la risposta è completamente corretta (33 = 30 e lode, valore 31 per la media con gli altri moduli). Non vi sono penalità. Le modalità di erogazione e di verifica potrebbero variare in corso d’anno a causa dell’emergenza SARS-CoV-2. Le eventuali variazioni verranno comunicate in tempo utile.
Le studentesse e gli studenti con DSA, BES o disabilità devono inviare le richieste per poter usufruire in sede d’esame di misure compensative e/o dispensative almeno 10 giorni lavorativi prima della data prevista per l’esame tramite posta elettronica indirizzata al docente titolare dell’insegnamento e in cc al Referente di dipartimento (elenco dei referenti e relativi indirizzi mail disponibili al seguente indirizzo: http://www.cai.unipr.it/it/student-con-dsa-e-con-bes/42/ ) e al Centro Accoglienza e Inclusione (cai@unipr.it).

Altre informazioni

materiale didattico e altre informazioni: https://elly2022.veterinaria.unipr.it/course/view.php?id=180
La docente riceve il giovedì dalle 10:30 alle 12:00 al Plesso di Fisica (Campus) o via piattaforma Teams. Rimane inoltre disponibile per 30 minuti dopo la lezione di Fisica applicata al Dipartimento di Scienze Medico Veterinarie. Ulteriori domande possono essere poste via e-mail: aba.losi@unipr.it