Obiettivi Formativi

Conoscenza teorica e assimilazione del programma spiegato attraverso le attività didattiche al fine della comprensione dei fenomeni e delle leggi fisiche alla base sia dei processi fisiologici dell’organismo umano sia del funzionamento della strumentazione di laboratorio.

Learning Goals

Theoretical knowledge and assimilation of the program explained through educational activities to the understanding of phenomena and physical laws behind the physiological processes of the human body and to understand the operation of laboratory instrumentations. Acquisition of the ability to know how to move in a sanitary environment for the purpose of identification and protection from physical factors of risk.

Metodi didattici

Lezioni frontali e verifiche in itinere.

Teaching Methods

Frontal lessons and checks during the lessons.

Prerequisiti

Conoscenze di Fisica generale acquisite nella Scuola Secondaria e durante la preparazione finalizzata al superamento dei test di ammissione al Corso di laurea a numero chiuso.

Prerequisites

Concepts of general Physics acquired in the Secondary School and during preparation to overcome admission tests to Degree Course.

Verifiche dell'apprendimento

Verifiche in itinere. Esame orale finale con eventuale precedente verifica scritta indicativa della preparazione.

Assessment

Checks during the lessons. Oral examination and, eventually, previous written checks.

Programma del Corso

Elementi introduttivi I fondamenti e le finalità della Fisica Applicata alla Medicina. I fenomeni fisici. Le grandezze fisiche fondamentali e derivate e il concetto di misura. Grandezze scalari e vettoriali e operazioni con i vettori. Sistemi di unità di misura e il Sistema Internazionale. L'Analisi dimensionale. Meccanica dei sistemi rigidi Cinematica: I concetti fondamentali. Sistemi di riferimento. Moto di un corpo nell'approssimazione del punto materiale e concetto di traiettoria. Relazioni e diagrammi spazio-tempo, curva oraria. Concetti di: velocità e accelerazione media e istantanea. Alcuni tipi di moto rispetto alla traiettoria e alla velocità. Moto armonico. Composizione di moti in due dimensioni. Dinamica: Concetti generali. Dinamica del punto materiale. Concetti di: massa, forza e accelerazione. I tre principi della dinamica e la legge di gravitazione universale. Il teorema dell'impulso e della quantità di moto. Le forze fondamentali. Forze reali e fittizie. Forze di attrito, forze centrifughe e centripete. Considerazioni sugli effetti della gravità sull’organismo umano. Concetti di lavoro, energia e potenza. L'energia meccanica. Principi di conservazione: conservazione della quantità di moto, conservazione dell’energia. Statica: Momento di una forza. Vincoli. Equilibrio di un corpo rigido. Le equazioni fondamentali della statica. Leve e articolazioni scheletriche. Meccanica dei Fluidi Concetti generali. Stati di aggregazione della materia. Grandezze caratteristiche: densità, peso specifico, pressione. Viscosità e forze di attrito. Fluidi ideali e reali. Principi e leggi dell’idrostatica. Forze di coesione e adesione: capillarità. Tensione superficiale e fenomeni biologici; legge di Laplace; ruolo nel funzionamento degli alveoli polmonari e nell'embolia gassosa; diffusione dei gas nei liquidi e legge di Henry. Capillarità e legge di Jurin. Leggi dell’idrodinamica dei fluidi ideali e reali, moto laminare e moto vorticoso. Applicazioni delle leggi dell'idrostatica e dell'idrodinamica alla circolazione del sangue. Sedimentazione e Velocità di eritrosedimentazione. Centrifugazione. Termologia Concetti di calore e temperatura. Il calore specifico e la capacità termica. Scale termometriche e termometri. La propagazione del calore e i meccanismi connessi. Il corpo umano e il suo equilibrio termico. Elettromagnetismo Definizioni generali. Corpi isolanti e conduttori. Il campo elettrico ed il potenziale elettrico. Il dipolo elettrico e il doppio strato. Cenni sul potenziale di membrana e di azione. Rilevazione dei biopotenziali Concetti di: tensione, corrente, resistenza elettrica. Leggi di Ohm. Leggi di Kirchhoff. Effetti fisici della corrente elettrica. Le correnti alternate; il concetto di reattanza; alcuni tipi di circuiti. Il campo magnetico. Esempi ed applicazioni (EEG, EMG). Concetti generali sui fenomeni ondosi elettromagnetici e meccanici con esempi di applicazioni in diagnostica sanitaria.

Course Syllabus

Introductory elements. Background and purpose of the Applied Physics Medicine. Physical phenomena. Fundamental and derived physical quantities, the concept of measure. Scalar and vector quantities (arrows). Systems of measurement units and the International System (SI). The dimensional analysis. Elements of general mechanics. Fluid Mechanics. Basics of thermodynamics Basics of electrostatic and electrodynamic phenomena General concepts on electromagnetic waves. Sound and ultrasound. Examples and applications related to the human body (EEG, EMG).