Obiettivi Formativi

Conoscenza degli elementi di fisica generale connessi alle discipline caratterizzanti il corso di studio. Conoscenza del calcolo matematico e statistico applicato alle discipline del corso di studio

Learning Goals

Knowledge of the general principles of physics connected to the subjects studied in the degree course. Knowledge of the mathematical and statistical calculus applied to the subjects studied in the degree course.

Metodi didattici

Lezioni ed esercitazioni alla lavagna o con l'uso del videoproiettore

Teaching Methods

Lectures and tutorials via board or beamer

Prerequisiti

Nessuno

Prerequisites

None

Verifiche dell'apprendimento

Esame scritto ed eventuale esame orale

Assessment

Written exam and possible oral exam

Programma del Corso

FISICA Intro alla Fisica: Il metodo sperimentale, Grandezze fisiche ed unita' di misura, Conversione Unità di Misura, Misure e Incertezze, Analisi Dimensionale, Vettori e Scalari, Trigonometria Meccanica: Cinematica, il moto, la velocità e l'accelerazione. Forza e massa: le leggi di Newton, attrito, la gravitazione. Lavoro, energia e potenza, leggi di conservazione. Quantità di moto. Urti elastici ed analelastici Meccanica dei liquidi e dei gas: stati della materia, pressione idrostatica, principio di Archimede, principio di Pascal, pressione atmosferica , teorema di Bernoulli, tensione superciale e viscosità. Termologia e termodinamica: Capacità termica e calore specifio, leggi dilatazione termica e scala termometrica, propagazione calore, gas e leggi dei gas, cenni sulla teoria cinetica dei gas, sistema e stato, funzioni di stato, trasformazioni, primo e secondo principio della termodinamica, macchine termiche, entropia. Acustica e Onde: il suono, l'udito dal punto di vista fisico. Oscillazioni ed onde: propagazione delle onde principio di Huygens, l'effetto Doppler, rifrazione, riflessione e diffrazione delle onde. Applicazioni onde meccaniche: ultrasuoni e medicina. Elettromagnetismo: Carica elettrica e legge di Coulomb - Campo elettrico e potenziale elettrico - Il dipolo elettrico - La corrente elettrica - le leggi di Ohm – Applicazioni: Forze elettriche in biologia mol: duplicazione del DNA; elettrocardiogramma. Il campo magnetico statico - Paramagnetismo e ferromagnetismo - Forza di Lorentz - Le equazioni di Maxwell - Induzione magnetica - Onde elettromagnetiche - Correnti alternate - Lo spettro elettromagnetico; Fisica quantistica: spettri atomici, modello di Bohr, Principio di Pauli, Tavola degli elementi, Dualismo onda-corpuscolo, Principio di indeterminazione - Radiazioni e materia biologica. ELEMENTI DI CALCOLO MATEMATICO E STATISTICO Insiemi e logica. Insiemi. Operazioni con gli insiemi. Proposizioni. Connettivi. Tautologie. Relazioni. Relazioni. Relazioni in un insieme. Composizione di relazioni. Relazione inversa. Funzioni. Calcolo combinatorio. Disposizioni. Permutazioni. Combinazioni. Algebra lineare. Matrici. Determinante. Operazioni con le matrici. Matrici invertibili. Teorema di Binet. Rango. Teorema di Kronecker. Sistemi lineari. Teorema di Cramer. Teorema di Rouché-Capelli. Sistemi parametrici. Funzioni reali di variabile reale. Dominio e codominio di una funzione. Funzioni monotone. Funzioni esponenziali e funzioni logaritmiche. Funzioni goniometriche. Limiti e continuità. Definizione di limite. Teoremi sui limiti. Limiti laterali. Funzioni continue. Punti di discontinuità. Continuità delle funzioni elementari. Continuità delle funzioni composte e delle funzioni inverse. Limiti notevoli. Forme indeterminate. Derivate. Derivata di una funzione in un punto. Derivabilità e continuità. Regole di derivazione. Derivabilità delle funzioni elementari. Derivata delle funzioni composte e delle funzioni inverse. Funzioni derivabili crescenti e decrescenti. Punti di massimo e di minimo relativo. Teoremi di Rolle, Cauchy, Lagrange. Teoremi di De L'Hopital. Concavità e punti di flesso. Asintoti. Studio di una funzione. Differenziale di una funzione. Integrali. Integrali indefiniti. Integrazioni immediate. Integrali definiti. Teorema della media. Funzione integrale. Teorema fondamentale del calcolo integrale. Calcolo di aree. Statistica descrittiva. Fasi dell'indagine statistica. Caratteri di una popolazione. Modalità di un carattere. Frequenza di una modalità. Distribuzione di frequenze. Indici di posizione e indici di dispersione. Dipendenza statistica. Funzioni statistiche e funzioni matematiche. Metodo dei minimi quadrati. Regressione lineare. Regressione polinomiale. Retta di regressione.

Course Syllabus

PHYSICS Introduction to Physics: Definition -The experimental method - Physical quantities and units of measurement - Unit of measure conversion -Measurements and uncertainties -Dimensional analysis- Vectors and scalars - Trigonometry review Mechanics: Kinematics, motion, speed and acceleration. Force and mass: Newton's laws, friction, gravitation. Work, energy and power, conservation laws. Momentum. Elastic and analelastic collisions Mechanics of liquids and gases: states of matter, hydrostatic pressure, Archimedes principle, Pascal principle, atmospheric pressure, Bernoulli's theorem, supercial tension and viscosity. Thermology and thermodynamics: Thermal capacity, specific heat, the laws of thermal expansion and the thermometric scale, propagation of heat, gas and gas laws, notes on the kinetic theory of gases, system and state, state functions, transformations, first and second thermodynamics principle, thermal machines, entropy. Acoustics and Waves: sound, hearing from the physical point of view. Oscillations and waves: propagation of waves Huygens principle, Doppler effect, refraction, reflection and diffraction of waves. Mechanical waves applications: ultrasound and medicine. Electromagnetism: Electric charge and Coulomb's law - Electric field and electric potential - Electric dipole - Electric current - Ohm's laws - Applications: Electric forces in molecular biology: DNA structure and duplication; Electrocardiogram. The static magnetic field - Paramagnetism and ferromagnetism - Lorentz force - Maxwell's equations - Magnetic induction - Electromagnetic waves - Alternating currents - The electromagnetic spectrum; Quantum physics: atomic spectra - Bohr's model - Energy levels of hydrogen - Pauli's principle - Table of elements - Wave-corpuscle dualism - Uncertainty principle - Radiation and biological matter. ELEMENTS OF MATHEMATICAL AND STATISTICAL CALCULUS Sets and logic. Sets. Operations on sets. Propositional connectives. Tautology. Relations. Relations. Relations on a set. Compositions of relations. Inverse relation. Functions. Combinatorics. Dispositions. Permutations. Combinations. Linear Algebra. Matrices. Determinants. Operations on matrices. Invertible matrices. Binet theorem. Rank. Kronecker theorem. Linear systems. Cramer theorem. Rouché-Capelli theorem. Parametric linear systems. Functions of one real variable. Domain and codomain of a function. Monotonic functions. Exponential function and logarithmic function. Goniometric functions. Limits and continuity. Definition of limit. Limit theorems. Lateral limits. Continuous functions. Discontinuity points. Continuity of elementary functions. Continuity of composite functions and inverse functions. Special limits. Indeterminate forms. Derivatives. Derivative of a function at a point. Derivability and continuity. Differentiation rules. Derivability of elementary functions. Derivative of composite functions and inverse functions. Increasing and decreasing derivable functions. Points of local maximum and minimum. Rolle, Cauchy, Lagrange theorems. De L'Hopital theorems. Concavity and inflection points. Asymptotes. Study of a function. Differential of a function. Integrals. Indefinite integrals. Immediate integrals. Definite integrals. The mean value theorem. Integral function. Fundamental theorem of integral calculus. Calculation of areas. Descriptive statistics. Stages of the statistical survey. Characters of a population. Value of a character. Frequency of a value. Frequency distribution. Position indices and dispersion indices. Statistical dependence. Statistical functions and mathematical functions. Minimum quadratic method. Linear regression. Polynomial regression. Regression line.