Obiettivi formativi

Il corso si propone di far acquisire agli studenti concetti di base riguardanti le principali grandezze fisiche della Cinematica, della Dinamica, della Statica, della Fluidodinamica, Ottica, Termodinamica e dell’Elettrologia al fine di poter affrontare semplici problemi di fisica di interesse biomedico. Lo studente acquisirà consapevolezza dei benefici e dei rischi correlati all’impiego delle macchine radiogene e degli obblighi derivanti al Datore di Lavoro e al Medico specialista previsti dalla vigente legge sulla Radioprotezione.

Programma

1 Elementi introduttivi
( Saperi minimi) Approssimazioni numeriche. Proprietà degli strumenti di misura: portata, prontezza, sensibilità, precisione. Errori di misura sistematici e casuali.
( Saperi minimi rivisti velocemente) Angoli piani e angoli solidi. Concetto di Integrale. Grandezze scalari e vettoriali. Elementi di calcolo vettoriale ( somma, sottrazione, prodotto scalare, prodotto vettoriale). Metodo grafico e analitico
2 - Meccanica
( Saperi minimi) Grandezze fisiche, analisi dimensionale, sistemi coerenti di unità di misura. Velocità scalare e vettoriale, media ed istantanea. Accelerazione tangenziale e radiale. Legge oraria, Equazione della traiettoria. Moto uniforme rettilineo e circolare. Moto uniformemente accelerato. Moto periodico, armonico.
Le tre leggi della dinamica. Forza ed unità di misura ufficiali e pratiche. Quantità di moto e di impulso di una forza. Lavoro ed Energia. Teorema della energia cinetica. Energia potenziale, principio di conservazione della energia meccanica. Forza gravitazionale, Forze elastiche. Forza di attrito radente.
Momento di una forza e di una coppia di forze. Momento di inerzia. Momento angolare. Centro di Massa. Condizioni di equilibrio dei corpi rigidi.
Proprietà meccaniche e tecnologiche dei materiali legge di Hooke.
Analisi dell’equilibrio statico di alcune strutture reali di interesse medico.
3 – Fluidi
Definizione di pressione, unità di misura ufficiali e pratiche. Sfigmomanometro. Legge di Pascal, legge di Stevino, principio di Archimede. Portata. Fluido ideale, Teorema di Bernoulli. Effetto Venturi. Definizione ed unità di misura della viscosità. Legge di Poiseuille, Resistenza idraulica Esercizi ed Applicazioni nel sistema circolatorio. Flusso in regime laminare e vorticoso, numero di Reynolds. Lavoro cardiaco.
( Eventuali) Tensione Superficiale, Capillarità, Diffusione.
4 – Elettrologia
( Saperi minimi) Carica elettrica, definizioni ed unità di misura. Legge di Coulomb. Campo elettrico, Energia, Potenziale elettrico. Definizione ed unità di misura.
Legge di Ohm, legge Joule, resistenze in serie e parallelo, circuiti in c.c. Potenza elettrica.
Dipolo elettrico, strato dipolare, Potenziale prodotto da un fronte di depolarizzazione. Capacità, condensatori in serie e in parallelo. Circuiti RC
(Eventuali) Cenni di Elettromagnetismo: Vettore induzione magnetica, vettore intensità di campo magnetico. Forza di Lorenz, Legge di Ampère, Legge di Faraday-Neumann-Lenz. Applicazioni in campo Medico.
5 - Termologia e termodinamica
La temperatura, il calore, la capacità termica, il calore specifico. Definizioni e unità di misura. Termometro e scale delle temperature. Primo principio della termodinamica. Trasferimento del calore per conduzione, convezione, irraggiamento. Evaporazione. Equazione di stato dei gas perfetti. Trasformazioni Isoterme, Adiabatiche, Isobare, Isocore. Secondo principio della termodinamica. Entropia. Entalpia.
6 - Radioprotezione
Produzione di raggi X per Fluorescenza e per Frenamento. ElettronVolt, definizione ed uso. Interazione dei raggi X con la materia: Effetto fotoelettrico, effetto Compton, produzione di coppie. Spessore emivalente.
Dosimetria ed unità di misura: Dose assorbita, Dose Equivalente, Dose Efficace. Roentgen, rad, Gray rem, Sievert, Cdenni sugli Effetti stocastici e deterministici. I tre principi della Radioprotezione. Cenni di legislatura vigente.

Modalità d'esame

L’esame consiste nel superare una prova scritta con semplici esercizi e una prova orale finalizzata ad acquisire ulteriori elementi di valutazione