Dall'AA 2016/2017
Le misure di grandezze fisiche
Il concetto di misura di una grandezza fisica. Le unità di misura: regole per la scrittura corretta delle unità di misura, notazione scientifica, prefissi e potenze di 10, unità fondamentali e unità derivate, il sistema internazionale (SI), il sistema CGS, cenni al sistema imperiale anglosassone. Il concetto di errore associato ad una misura, errori assoluti, errori relativi/percentuali. Le cifre significative: definizioni e regole per il corretto uso delle cifre significative nel riportare i risultati dei calcoli, con relativi esempi. L'analisi dimensionale. Conversioni fra unità di misura di varie grandezze, in particolare con vari esempi fra quelle di interesse per il campo biologico, medico e farmaceutico.
Richiami su: proprietà delle potenze, trigonometria, derivate e integrali, vettori e calcolo vettoriale.
Meccanica: cinematica
Introduzione alla meccanica: cinematica e dinamica. Grandezze fondamentali della cinematica: posizione, velocità e accelerazione. Diagramma orario. Legge oraria per il modo uniforme e per il moto uniformemente accelerato. Velocità scalare e velocità vettoriale media. Corpi in caduta libera. Derivazione delle leggi del moto uniforme e uniformemente accelerato. Analisi grafica dei moti. Il moto dei proiettili. Il moto circolare uniforme: derivazione della legge oraria, grandezze caratteristiche (velocità lineare, velocità angolare, accelerazione centripeta, frequenza, periodo).
Meccanica: dinamica
Definizione di massa. Prima e seconda legge di Newton. La legge di gravitazione universale e la forza di gravità. La terza legge di Newton. Definizione di peso. La reazione vincolare e la forza normale. Piani inclinati. Attrito statico e dinamico. Le forze elastiche e la legge di Hooke. Forze nel moto circolare uniforme. Forze reali ed apparenti (forza centripeta e centrifuga).
Lavoro ed energia
Definizione di energia e di lavoro, energia cinetica, energia potenziale gravitazionale. Il teorema dell'energia cinetica. Il principio di conservazione dell'energia. La conservazione dell'energia meccanica. Energia potenziale elastica. Forze conservative e non conservative. Lavoro compiuto da forze dissipative.
Statica e dinamica dei fluidi
Gli stati della materia: solidi, liquidi, gas. Definizione di fluido. Fluidi ideali e fluidi reali. Concetti di densità, peso specifico, densità relative. Definizione di pressione, panoramica della sue unità di misura e loro relazioni. La legge di Stevino e sua dimostrazione. Il principio di Pascal e il martinetto idraulico. La spinta di Archimede. L'equazione di Bernoulli e sua dimostrazione. Fluidi reali: definizione di viscosità. La legge di Hagen-Poiseuille. La legge di Stokes. Il numero di Reynolds. Esempi di applicazioni della fluidodinamica all'ambito biomedicale e sanitario.
Termodinamica
Introduzione alla termodinamica: il concetto di temperatura, scale termometriche, principio zero della termodinamica. Il termometro a gas a volume costante. Lo zero assoluto. Definizione di scala Celsius, scala kelvin e scala Farenheit. Definizione di calore. L'espansione termica. La legge fondamentale della calorimetria e gli scambi di calore. Capacità termica, calore specifico e calore specifico molare. Passaggi di stato e calore latente. Calorimetria e misura del calore specifico di una sostanza.
L'equivalente meccanico del calore. Le leggi dei gas ideali. Cenni alla teoria cinetica dei gas e il legame fra le proprietà microscopiche delle particelle di un gas e le sue variabili di stato macroscopiche. Lavoro prodotto dall'espansione di un gas. Trasformazioni termodinamiche. Diagrammi p-V.
Il primo principio della termodinamica. Trasformazioni adiabatiche, isocore, isobare, isoterme. Calori specifici dei gas ideali monoatomici e biatomici a volume e a pressione costante (relazione di Mayer). Relazioni p-V-T per le trasformazioni adiabatiche.
Il secondo principio della termodinamica. Le macchine termiche e il rendimento. Pompa di calore ed efficienza. Enunciati di Clausius e Kelvin-Planck. Processi reversibili e irreversibili. La macchina di Carnot e il suo rendimento. Il teorema di Carnot.
Elettricità e magnetismo
Introduzione ai fenomeni elettrici. Definizione di isolanti e conduttori e loro proprietà. La carica elettrica. La legge di Coulomb. Definizione operativa del campo elettrico. Flusso del campo elettrico e legge di Gauss. Energia potenziale elettrica e potenziale elettrico. Condensatori e dielettrici. Corrente elettrica. Resistenze. Semplici circuiti elettrici con componenti in serie e in parallelo. Leggi Kirchhoff. Potenza elettrica.
La definizione operativa del campo magnetico. Traiettoria di una carica nel campo magnetico. Legge di Biot e Savart. Onde elettromagnetiche e fotoni.