Didattica - Università degli Studi di Padova

Syllabus

Prerequisiti:	Nessun prerequisito.
Conoscenze e abilita' da acquisire:	Conoscenze di base in fisica in vista delle loro applicazioni in campo medico:statica e dinamica (ortopedia), ottica, acustica, fluidodinamica, fenomeni elettrici e magnetici (fisiologia), radiazione.
Modalita' di esame:	Esame scritto con 12 domande a risposta multipla e 4 esercizi. Le domande a risposta multipla possono essere teoriche e richiedere derivazioni analitiche di formule. Esempi di esami scritti sono reperibili al sito http://eureka01.pd.infn.it:5210/~marzari/MEDICINA/
Criteri di valutazione:
Contenuti:	1) Breve panoramica dei costituenti fondamentali della materia (quark e leptoni) e delle forze che agiscono su di essi (interazione forte, debole, elettromagnetismo e gravità). 2) Equazioni del moto in 1 dimensione, moto uniformemente accelerato, equazioni del moto in 3 dimensioni, il moto parabolico, moto circolare uniforme, accelerazione centripeta. Esempi. 3) I tre principi della meccanica, diversi tipi di forze quali la gravità, forze di contatto, di attrito ed elastica, il moto nel piano inclinato. Esercizi. 4) Definizione di lavoro e potenza. Definizione di energia cinetica, energia potenziale elastica e gravitazionale. 5) Leggi di conservazione: conservazione dell'energia, conservazione della quantità di moto (esempio del moto del razzo), conservazione del momento angolare con applicazione alle leve (breve descrizione del funzionamento della mandibola). Definizione del momento di inerzia. Accelerazione angolare, momento della forza e applicazione al moto di puro rotolamento, carrucole e paranco. 6) Moto armonico: equazioni ed esempio del peso attaccato alla molla. 7) Legge di Hooke e modulo di Young. Esempio delle fratture. 8) Fluidi: legge della portata e teorema di Bernoulli, aneurisma e stenosi. Viscosità e leggi di Poiseuille e Stokes. Numero di Reynolds e turbolenza. Trasporto in regimo viscoso e sedimentazione. Calcolo della velocità di eritrosedimentazione 9) Teorema di Gauss per la forza gravitazionale, definizione rigorosa dell'energia potenziale gravitazionale, energia di legame e velocità di fuga. 10) Termodinamica: definizione di temperatura, calore, capacità termica, calore specifico e calore latente, esperienza di Joule. Trasporto di calore: conduzione, convezione, irraggiamento. Termoregolazione del corpo umano. 11) Termodinamica: gas ideali, leggi di Boyle, Gay-Lussac e dei gas perfetti, barotrauma. Teoria cinetica dei gas, energia cinetica media, energia interna di un gas, lavoro e primo principio. Trasformazioni termodinamiche (isobara, isocora, isoterma, adiabatica) e relazione di Mayer. Brevi accenni al secondo principio della termodinamica, rendimento ed entropia. 12) Campo elettrico, stati di legame, teorema di Gauss. Conduttori, calcolo del campo in situazioni particolari, condensatori ed energia elettrostatica. Corrente elettrica, resistenza e legge di Ohm, alcuni circuiti semplici con resistenze e condensatori in serie e parallelo. Il circuito RC. 13) Il campo magnetico, forza di Lorentz e moto giromagnetico, spettrometro di massa. Legge di Biot-Savart e legge di Ampere, loro applicazioni in casi semplici. Il solenoide e l'energia magnetica. Induzione magnetica e legge di Faraday, dinamo e turbine, breve accenno alle onde elettromagnetiche. 14) Onde longitudinali e trasversali, equazione delle onde sinusoidali, definizione di lunghezza d'onda e frequenza, onde stazionarie e nodi, battimenti, effetto Doppler. Energia trasportata da un'onda, intensità e scala dei Decibel, attenuazione. Brevi accenni di ecografia. 15) Ottica: fenomeno dell'interferenza costruttiva e distruttiva, diffrazione, disco di Airy. Rifrazione e legge di Snell, prisma, lenti, ingrandimento. 16) Livelli energetici dell'atomo, emissione ed assorbimento della luce, raggi x. 17) Diversi tipi di radiazione (alpha, beta, gamma), definizione di Gray e Sievert. Picco di Bragg e uso terapeutico di protoni e ioni, LINAC e sincrotrone. Legge del decadimento radioattivo, datazione.
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento:
Eventuali indicazioni sui materiali di studio:	Al sito: http://eureka01.pd.infn.it:5210/~marzari/MEDICINA/ serie di presentazioni con tutti gli argomenti trattati.
Testi di riferimento:	Bellini, Gianpaolo; Manuzio, Giulio; Meinardi, Francesco, Fisica per le scienze della vita. Padova: Piccin, 2010. Cromer, Alan H.; Tornielli, Giorgio; Peruzzo, L., Fisica per medicina, farmacia e scienze biologiche. Padova: Piccin, 1976. Cromer, Alan H., Physics for the life sciences. New York: McGraw-Hill, 1977.