Fisica Applicata alle Scienze Motorie

Programma

Grandezze fisiche. Dimensioni. Leggi di scala. Unità di misura. Alcune nozioni matematiche di base: richiami di trigonometria. Cenni di calcolo vettoriale: scalari e vettori. Componenti di un vettore. Operazioni con vettori.

Cinematica in 1 dimensione: velocità e accelerazione lineari e angolari. Caduta dei gravi. Cinematica in 2 dimensioni: moto del proiettile, moto circolare. Moti relativi. La forza e i principi della dinamica. Massa e peso. Diagramma di corpo libero. Forze di contatto (attrito, normale). Lavoro e teorema dell'energia cinetica. Campi di forze conservative ed energia potenziale. Conservazione dell'energia meccanica. Centro di massa e quantità di moto. Conservazione della quantità di moto. Impulso e urti. Momento di una forza. Momento angolare e sua conservazione. Condizioni di equilibrio e baricentro. Moto dei corpi rigidi: traslazione e rotazione, momento di inerzia. Equazione del moto per la rotazione di un corpo rigido. Energia cinetica di rotazione. Momento angolare di un corpo rigido: applicazioni al movimento umano. Statica del corpo umano: le leve, i vincoli. Esempi: equilibrio di articolazioni. Fenomeni di deformazione dei materiali. Elasticità: legge di Hooke, flessione e torsione. Esempi nel corpo umano. Elasticità di ossa e vasi sanguigni. Fratture ossee. Cenni sui muscoli e sulla contrazione muscolare.

Pressione. Fluidostatica: leggi di Pascal, Stevino ed Archimede. Il barometro. Pressione sanguigna e sua misura. Tensione superficiale. Formula di Laplace e capillarità. Teorema di Bernoulli e sue applicazioni. Liquidi reali e viscosità. Legge di Poiseuille e resistenza idraulica. Formula di Stokes. Regime laminare e turbolento. Fluidi non newtoniani. Cenni al sistema circolatorio nel corpo umano.

Dilatazione termica; temperatura e calore. Propagazione del calore. Equazione di stato dei gas ideali. Primo e secondo principio della termodinamica. Termoregolazione del corpo umano. Macchine termiche e loro rendimento. Ciclo di Carnot. Cenni sull'entropia.

5.       Cenni sui fenomeni ondulatori ed elettrici e sull’ottica geometrica.

        Oscillazioni, moto armonico. Pendolo semplice e fisico. Onde elastiche e loro propagazione. Il suono ed i suoi caratteri distintivi. Intensità sonora. L’orecchio umano. Cenni sugli ultrasuoni: ecografia. Cariche e forze elettriche. Campo elettrico e potenziale elettrostatico. Legge di Coulomb. Capacità e condensatori. Intensità di corrente e legge di Ohm. Resistenza elettrica. Forza elettromotrice. Effetto Joule. Conduzione elettrica nelle soluzioni. Cenni sul potenziale d’azione: trasmissione elettrica dell'impulso nervoso; l'elettrocardiogramma. Il campo magnetico: generazione, effetti; induzione magnetica e legge di Faraday. Riflessione e rifrazione della luce. Specchi. Riflessione totale: fibra ottica. Diottro sferico. Lenti sottili e costruzione delle immagini. Sistemi ottici centrati; l’occhio umano. Principali ametropie e loro correzione. Le onde elettromagnetiche ed il loro spettro. I raggi X. Interazione della radiazione X con la materia: applicazioni diagnostiche. Il laser: applicazioni nella Medicina.

Testi consigliati e bibliografia

Altri testi utili:
J. D. Cutnell, K. W. Johnson, Fisica, Zanichelli, Bologna (1994).
D.M. Burns e S.C.G. MacDonald, Fisica per studenti di biologia e medicina, Zanichelli, Bologna (1998).
J.S. Walker, Fondamenti di Fisica, Zanichelli, Bologna (2005).

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