Presentare alcuni basilari concetti matematici e mostrare come essi possano essere utilizzati nella elaborazione di semplici modelli utili a comprendere i fenomeni della Biologia; sviluppare la capacità di calcolo e manipolazione degli oggetti matematici più comuni; presentare con sufficiente rigore alcuni semplici ma significativi metodi dimostrativi della Matematica per affinare le capacità logiche; insegnare a comunicare con chiarezza dei concetti rigorosi. Conoscere i fondamenti dell’informatica e le possibili applicazione nella biologia.
Scopo del corso è fornire delle conoscenze di base utili a comprendere i concetti e le metodologie proprie della fisica che sono applicate alle biotecnologie. 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. Sarà quindi fornito allo studente un bagaglio di nozioni di Fisica che gli dovrebbero permettere di affrontare i corsi più' specifici del piano di studi, inserendo nel programma applicazioni nel campo biologico.
Mediante lezioni frontali ed esercitazione pratiche
Lezioni ex cattedra con l'uso di diapositive specifiche volte a migliorare la comprensione dei varii argomenti
Nessuno
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.
Obbligatoria
Obbligatoria
Sezione Matematica
Sezione Informatica
Argomento 1.
Concetti fondamentali della Teoria dell’informazione; Concetti generali: Hardware, Software; Tecnologia dell'Informazione; Tipi di computer; Componenti principali di un PC; Prestazioni di un computer. Hardware: Unità centrale di elaborazione; Memoria; Periferiche di Input; Periferiche di output ; Periferiche di Input/output; Dispositivi di memoria. Software: Tipi di software; Software di sistema; Software applicativo; Graphical User Interface; Sviluppo di sistemi.
Argomento 2.
Algoritmi; Proprietà degli Algoritmi; Descrizione; Costanti e Variabili; Proposizioni e Predicati; Diagrammi a blocchi
Argomento 3.
Bioinformatica e modellistica computazionale nella biomedicina.
Sezione Applicativa
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.
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
Appunti del docente
D. Scannicchio - Fisica Biomedica - EdiSES, Napoli 2013
Presto disponibile
http://studium.unict.it/dokeos/2016/courses/73161C0/
PRINCIPI DI INFORMATICA E MATEMATICA APPLICATI ALLE BIOTECNOLOGIE | ||
Argomenti | Riferimenti testi | |
1 | Come da programma | Appunti del docente |
FISICA APPLICATA ALLE BIOTECNOLOGIE | ||
Argomenti | Riferimenti testi | |
1 | Grandezze 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 vettori | Scannicchio Cap. 1 |
2 | Cinematica. Moto circolare e moto armonico. | Scannicchio Cap. 2 |
3 | Quantità di moto. Principi della dinamica. Lavoro. Energia. Potenza e rendimento. Momento. | Scannicchio Cap. 3 |
4 | Statica. Elasticità. | Scannicchio Cap. 4 |
5 | Statica fisiologica. Fratture ossee (generalità). | Scannicchio Cap. 5 |
6 | Densità. Viscosità. Pressione idrostatica. Statica dei fluidi. Legge di Stevino. Principio di Pascal. | Scannicchio Cap 6 |
7 | Principio di Archimede. Fleboclisi. Trasfusione. Prelievo. Drenaggio. Dinamica dei liquidi ideali. Teorema di Bernoulli. | Scannicchio Cap 6 e 7 |
8 | Aneurisma e stenosi. Liquidi reali. Relazione di Poiseuille. Resistenza idraulica e numero di Reynolds, Sfigmomanometria. | Scannicchio Cap 6 e 7 |
9 | Temperatura e calore. Misura della temperatura. Scale termometriche. Termometri clinici. Principio di equivalenza. Calore specifico. Equilibrio termico. Passaggi di stato. | Scannicchio Cap 10 |
10 | Trasmissione del calore. Bilancio energetico nel corpo umano. Potenza metabolica basale. | Scannicchio Cap. 11 |
11 | Cariche e campi elettrici. Capacità e condensatori. | Scannicchio Cap 17 |
12 | Pacemaker. Defibrillatore. Rischi connessi all’utilizzo dell’elettricità. | Scannicchio Cap 17 e18 |
13 | Fenomeni ondulatori. Periodo e frequenza. Ampiezza ed energia. Onde meccaniche | Scannicchio Cap 12 |
14 | Il suono. Intensità del suono. Pressione sonora e decibel. Fonendoscopio. Ultrasuoni in medicina. | Scannicchio Cap. 13 e 14 |
15 | Le onde elettromagnetiche. Lo spettro elettromagnetico. Occhio e visione a colori. | Scannicchio Cap. 20 e 21 |
16 | Le 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 |
Mediante prove in itinere
Esame scritto, basato su test a risposta multipla con calcoli e colloquio conclusivo.
1 Contrassegnare la risposta Vera. Il seek time misura: A) Il tempo che impiega la testina a spostarsi in senso radiale fino a raggiungere la traccia desiderata. B) Il tempo trascorso affinché Il settore desiderato passa sotto la testina. C) Il tempo di lettura vero e proprio. D) la velocità di avvio del sistema operativo.
2 La codifica ASCII: A) Utilizza 8 bit per codificare i caratteri. B) Non è una codifica standard. C) permette di convertire i segnali da analogico a digitale . D) Prevede solo i caratteri alfanumerici.
3 Descrivere mediante una funzione COPASI la seguente reazione: la proteinchinasi ERK viene fosforilata da un generico enzima con costante k1 in pERK.
1. Una pentola a pressione, avente un diametro pari a 30 cm sviluppa al suo interno una pressione di 2 atmosfere. Quanto vale la forza risultante esercitata sul coperchio ? |
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a Cica 5000 N |
b Cica 14000 N |
c Cica 28000 N |
d Cica 7000 N |
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?