Programma del corso di Fisica, a.a. 2019-20
(Corso di Laurea in Medicina e Chirurgia, I semestre)

o) Richiami di matematica, geometria, statistica

Coordinate cartesiane, funzioni e loro rappresentazione grafica: retta, parabola, elevamento a potenza, 
iperbole, esponenziale e logaritmo; funzioni trigonometriche. Scale lineari e logaritmiche. Cifre significative. 
Notazione scientifica. Vettori; operazioni con i vettori: somma, differenza, prodotto scalare e vettoriale. 
Probabilita' e densita' di probabilita'; valore medio, scarto, deviazione standard; la distribuzione di Gauss. 
Cifre significative.

o) Grandezze fisiche e la loro misurazione

Unita' di misura. Incertezza statistica e sistematica.

o) Meccanica

Velocita', accelerazione. Moto rettilineo uniforme, moto uniformemente accelerato. Caduta di un grave. Moto in 
piu' dimensioni. Moto circolare: velocita' angolare e periferica, accelerazione centripeta; moto circolare 
uniforme.

Forza, massa, le tre leggi di Newton; sistemi di riferimento inerziali e non-inerziali. Forze apparenti; forza 
centrifuga. Reazioni vincolari. Legge della gravitazione universale. Attrito statico e dinamico.

Lavoro, energia cinetica e potenziale. Energia meccanica totale e sua conservazione. Forze conservative e forze 
dissipative. Potenza. Impulso e quantita' di moto. Conservazione della quantita' di moto; urti.

Moto armonico semplice; pendoli e molle. Forze elastiche, energia potenziale elastica. Oscillazioni smorzate e 
oscillazioni forzate; concetto di risonanza.

Momento di una forza; coppie di forze. Condizioni di equilibrio di un corpo rigido. Leve. Baricentro. 
Stabilita'.

Moto del centro di massa; II legge di Newton per sistemi di particelle. Moto dei corpi rigidi: velocita' ed 
accelerazione angolare. Momento d'inerzia. Momento angolare e sua conservazione.

Elasticita'. Sforzo e deformazione. Modulo di Young; modulo di Poisson; modulo di taglio; modulo di 
compressibilita'; elasticita' di flessione. Limite elastico e carico di rottura.

o) Fluidi

Pressione, densita'. Legge di Archimede. Portata. Equazione di continuita'. Conservazione dell'energia ed 
equazione di Bernoulli; applicazioni dell'equazione di Bernoulli; stenosi e aneurisma. Principio di Pascal, 
legge di Stevino. Teorema di Torricelli. Tubo di Venturi.

Viscosita', coefficiente di viscosita'. Flusso laminare; legge di Hagen-Poiseuille. Resistenza idrodinamica; 
resistenze in serie e in parallelo. Legge di Stokes. Sedimentazione e velocita' di sedimentazione; centrifuga. 
Flusso turbolento. Numero di Reynolds. Misurazione della pressione arteriosa.

Gas perfetti; equazione di stato. Teoria cinetica; velocita' quadratica media; distribuzione di 
Maxwell-Boltzmann. Gas reali e loro isoterme. Cambiamenti di stato. Vapore e gas; vapore saturo; liquefazione; 
umidita'.

Diffusione, coefficiente di diffusione, legge di Fick. Tensione superficiale; legge di Laplace e legge di Jurin.

o) Termodinamica

Primo principio della termodinamica. Calore specifico e capacita' termica. Capacita' termica molare di un gas 
perfetto a pressione e volume costante. Potenza metabolica. Secondo principo della termodinamica; processi 
reversibili e irreversibili; entropia; cicli termodinamici, ciclo di Carnot, rendimento.

o) Elettricita' e magnetismo

Carica elettrica, legge di Coulomb, campo elettrico, energia potenziale elettrostatica, potenziale; 
elettronvolt. Relazione tra campo e differenza di potenziale. Dipolo elettrico: linee di campo e comportamento 
in un campo elettrico.

Conduttori ed isolanti. Polarizzazione di un dielettrico. Capacita' elettrica; condensatore; effetto di un 
dielettrico. Costante dielettrica relativa. Energia immagazzinata in un condensatore. Capacita' equivalente di 
condensatori in serie e in parallelo.

Corrente elettrica. Velocita' di deriva dei portatori di carica. Resistenza elettrica; resistivita'. Legge di 
Ohm. Resistenze in serie e parallelo. Circuiti elettrici. Potenza nei circuiti elettrici, legge di Joule, 
Wattora. Conduttori ohmici e non; il diodo.

Circuiti in corrente continua e in corrente alternata; tensione e corrente efficaci.

Effetti del passaggio della corrente elettrica nel corpo umano. Collegamento a terra.

Campo magnetico. Forza di Lorentz; forza su un filo percorso da corrente. Legge di Biot-Savart; campo generato 
da un filo, campo generato da una spira. Solenoide. Dipolo magnetico; momento di dipolo magnetico; comportamento 
di un dipolo magnetico all'interno di un campo magnetico. Magneti permanenti, materiali ferromagnetici.

Flusso del campo magnetico. Legge di Faraday-Lenz. Generatori elettrici, trasformatori.

Tubo a raggi catodici. Principi di funzionamento di linac, ciclotrone, sincrotrone.

Onde periodiche. Velocita' delle onde; periodo e lunghezza d'onda. Onde longitudinali e trasversali. Cenni 
all'analisi di Fourier. Onde elettromagnetiche. Antenne. Quantizzazione dell'energia nelle elettromagnetiche: il 
fotone.

Generazione di raggi X: radiazione di frenamento e righe caratteristiche. Spettro dei raggi X emessi da un tubo 
per diagnostica. Uso dei raggi X per indagini diagnostiche: cenni ai principi fisici.

o) Ottica geometrica

Indice di rifrazione. Riflessione, rifrazione, legge di Snell. Riflessione interna totale. Lenti. Equazione del 
costruttore di lenti; equazione delle lenti sottili. Accomodamento; punto prossimo e punto remoto. Correzione 
dei difetti visivi.

o) Onde sonore

Natura del suono. Intensita' delle onde sonore. Livello di intensita' sonora; il decibel. Effetto Doppler. 
Ultrasuoni. Cenni ai principi fisici dell'ecografia. Flussimetria Doppler.

o) Fisica moderna, fenomeni nucleari.

Cenni di meccanica quantistica. Cenni alla struttura atomica; transizioni elettroniche tra orbitali atomici. 
Cenni alla teoria della relativita' ristretta.

Cenni alla struttura del nucleo atomico. Nuclei stabili e instabili. Decadimenti alfa, beta e gamma. Attivita'; 
legge del decadimento radioattivo. Principi di funzionamento della PET.