FISICA APPLICATA

FIS/07 - 6 CFU - 1° semestre

Docente titolare dell'insegnamento

FRANCESCO MUSUMECI
Email: fmusumec@dmfci.unict.it
Edificio / Indirizzo: Dipartimento di Fisica ed Astronomia, Via S. Sofia, 64, 95123 Catania
Telefono: 095545464
Orario ricevimento: Martedì 8.00-10.00 - Giovedì 8.00-10.00


Obiettivi formativi

Scopo del corso è fornire delle conoscenze di base utili a comprendere i concetti e le metodologie proprie della fisica che sono applicate alla medicina. In particolare lo studente dovrà acquisire la conoscenza di alcune leggi e tecniche fisiche basilari per la comprensione dei processi fisiologici e dovrà apprendere concetti di base utili all’uso corretto della strumentazione utilizzata in ambito professionale. Quali prerequisiti sono richieste conoscenze elementari di algebra, geometria euclidea e trigonometria.


Modalità di svolgimento dell'insegnamento

Lezioni ex cattedra con l'ausilio di diapositive atte a favorire la comprensione degli argomenti.


Prerequisiti richiesti

Sono richieste conoscenze elementari di fisica classica, algebra, geometria euclidea e trigonometria che gli studenti hanno dimostrare di possedere superando i test di ammissione al corso di laurea.



Frequenza lezioni

Obbligatoria



Contenuti del corso

GRANDEZZE FISICHE: Definizione operativa. Sistemi di unità di misura. Dimensioni fisiche, radiante. Caratteristiche degli strumenti di misura: Gli errori. Media aritmetica e deviazione standard. Scalari e vettori.

IL MOVIMENTO: Vettori posizione, velocità ed accelerazione.

MECCANICA: Le tre leggi. Forza peso. Corpi rigidi. Centro di gravità Momento di una forza. Condizioni d’equilibrio statico. Leve nel corpo umano. Lavoro ed energia cinetica. Energia potenziale. Potenza. FLUIDI: Fluidostatica. Fluidodinamica. Teorema di Bernoulli. Influenza della viscosità. Pressione del sangue.

TERMODINAMICA: Principio zero, la temperatura, i termometri, I principio, l'energia interna. Calore e lavoro, caloria. Calori specifici, cambiamenti di stato. Potenza metabolica, valore energetico degli alimenti, la termoregolazione. Il II principio.

I FENOMENI ELETTRICI: La carica elettrica, campo elettrico, legge di Coulomb, conduttori e isolanti. Il Coulomb. Potenziale elettrico e differenza di potenziale. La corrente elettrica. Considerazioni energetiche sui circuiti elettrici. Resistenza, leggi di Ohm. Effetto Joule. costante dielettrica. I rischi connessi con l’elettricità.

ONDE: Onde elastiche ed elettromagnetiche. Onde longitudinali, trasversali e superficiali. Natura del suono. Lunghezza d'onda. Il decibel. Applicazioni tecniche ed effetti biologici degli ultrasuoni. Lo spettro elettromagnetico. radiazioni ionizzanti. azione delle radiazioni



Testi di riferimento

D. Scannicchio - Fisica Biomedica - EdiSES, Napoli 2013


Altro materiale didattico

http://studium.unict.it/dokeos/2016/courses/73161C0/



Programmazione del corso

 ArgomentiRiferimenti testi
1Grandezze fisiche, unità e sistemi di misura, equazioni dimensionali. Strumenti di misura. Errori sistematici ed errori casuali. Media e deviazione standard. Relazioni funzionali e rappresentazioni grafiche. Scalari e vettori. Operazioni tra vettoriScannicchio Cap. 1 
2Cinematica. Moto circolare e moto armonico.Scannicchio Cap. 2 
3Quantità di moto. Principi della dinamica. Lavoro. Energia. Potenza e rendimento. Momento.Scannicchio Cap. 3 
4Statica. Elasticità.Scannicchio Cap. 4 
5Statica fisiologica. Fratture ossee (generalità).Scannicchio Cap. 5 
6Densità. Viscosità. Pressione idrostatica. Statica dei fluidi. Legge di Stevino. Principio di Pascal.Scannicchio Cap 6 
7Principio di Archimede. Fleboclisi. Trasfusione. Prelievo. Drenaggio. Dinamica dei liquidi ideali. Teorema di Bernoulli.Scannicchio Cap 6 e 7 
8Aneurisma e stenosi. Liquidi reali. Relazione di Poiseuille. Resistenza idraulica e numero di Reynolds, Sfigmomanometria. Scannicchio Cap 6 e 7 
9Temperatura e calore. Misura della temperatura. Scale termometriche. Termometri clinici. Principio di equivalenza. Calore specifico. Equilibrio termico. Passaggi di stato. Scannicchio Cap 10 
10Trasmissione del calore. Bilancio energetico nel corpo umano. Potenza metabolica basale. Scannicchio Cap. 11 
11Cariche e campi elettrici. Capacità e condensatori. Scannicchio Cap 17 
12Pacemaker. Defibrillatore. Rischi connessi all’utilizzo dell’elettricità.Scannicchio Cap 17 e18 
13Fenomeni ondulatori. Periodo e frequenza. Ampiezza ed energia. Onde meccanicheScannicchio Cap 12 
14Il suono. Intensità del suono. Pressione sonora e decibel. Fonendoscopio. Ultrasuoni in medicina. Scannicchio Cap. 13 e 14 
15Le onde elettromagnetiche. Lo spettro elettromagnetico. Occhio e visione a colori.Scannicchio Cap. 20 e 21 
16Le radiazioni in diagnostica e in terapia. Diagnostica con raggi X. Radioisotopi e medicina nucleare. Radioterapia. Effetti biologici delle radiazioni ionizzanti. Cenni di dosimetria e radioprotezione. Scannicchio Cap 25,26 


Verifica dell'apprendimento


MODALITÀ DI VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO

Esame scritto, basato su test a risposta multipla con calcoli e colloquio conclusivo.


ESEMPI DI DOMANDE E/O ESERCIZI FREQUENTI

1. Un gas si espande adiabaticamente e reversibilmente raddoppiando il volume. Di quanto cambia l’entropia?

a Si riduce a metà di quella iniziale

b Raddoppia rispetto a quella iniziale

c Non cambia

d Bisogna conoscere il tipo di gas

e Le risposte precedenti sono sbagliate

f Non so rispondere

 

La massa della terra è 5,97*10^24 kg. A quale distanza starà su un’orbita stabile un satellite geostazionario?




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