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| | Elementi di Fisica e
Biomeccanica
A.A. 2016-2016
per il Master in Osteopatia Strutturale
Programma del Corso
Dipartimento di
Scienze
- Master in Osteopatia Strutturale
Anno Accademico 2015-2016
Docente: Prof. Nicola Cavallo
Tipo: Corso fondamentale
Impegno: lezioni: 24 ore, CFU: 3
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trasparenze impiegate a lezione
Scopo del Corso
La Fisica è lo studio sistematico del mondo che ci circonda,
una disciplina che cerca di descrivere in modo quantitativo la realtà naturale
attraverso l’applicazione del metodo scientifico (osservazione unita a logica e
raziocinio). Per applicare i risultati di tale disciplina occorre, naturalmente,
acquisire una serie di nozioni fondamentali sulle quali costruire ed espandere
la propria conoscenza.
Il corso di Elementi di Fisica e Biomeccanica si propone di fornire agli studenti i concetti
fondamentali necessari alla comprensione ed interpretazione dei principali
fenomeni della fisica classica. A tal fine si intraprende lo studio della teoria
della Meccanica (Cimenatica, Dinamica e Statica).
Obiettivi formativi generali
L’insegnamento di Elementi di Fisica e Biomeccanica
tratta i fondamenti della Fisica classica ponendo
l’accento sulla comprensione dei principi e delle leggi fondamentali e delle
correlazioni con alcuni risultati sperimentali. All’interno del corso trovano
spazio anche alcuni approfondimenti in tematiche proprie del settore
disciplinare oggetto del Master in Osteopatia Strutturale.
Gli intenti sono, da un lato, fornire nozioni di base utili allo svolgimento dei
corsi di insegnamento tematici e specialistici così come, dall’altro, fornire
gli strumenti adeguati per consentire un aggiornamento continuo delle proprie
conoscenza dopo la conclusione del percorso di studi.
Obiettivi di apprendimento attesi
Si richiede una comprensione dei principi e delle leggi fondamentali nei
seguenti argomenti:
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Meccanica |
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Cinematica |
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Dinamica traslatoria |
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Dinamica rotatoria |
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Statica |
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Elementi di Biomeccanica |
Competenze da acquisire
Lo studente dovrà essere in grado di utilizzare le conoscenze acquisite per
applicare i modelli ed i concetti studiati a semplici problemi scientifici
reali.
Prerequisiti
Per poter agevolmente seguire il corso si richiede una
conoscenza dei principali concetti dell'analisi matematica e della geometria di
base.
Propedeuticità
Nessuna
Programma del Corso
Parte I:
Introduzione, Richiami di
Matematica e Grandezze Fisiche
|
Perché la
Fisica: Una
definizione di Fisica come scienza sperimentale. Il rapporto tra la Fisica e
le altre scienze sperimentali. Dall’infinitamente piccolo all’infinitamente
grande. Il metodo scientifico. Le fasi del Metodo Sperimentale
(osservazione, misura, previsione). Metodo induttivo e metodo deduttivo.
Leggi fisiche. Teorie fisiche ed applicabilità. Principi e Modelli. |
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Richiami di
matematica:
Simboli matematici. Descrizione dei numeri (notazione scientifica,
potenze del dieci, ordine di grandezza di un numero). Logaritmi. Geometria
(distanza, area, volume, equazioni geometriche fondamentali). Angoli.
Funzioni trigonometriche elementari. Concetto di funzione. Grandezze
proporzionali. Equazione di rette e coniche (parabole, iperbole). Calcolo
differenziale (concetto di derivata, interpretazione grafica, significato
fisico). |
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Osservazione e Misura: Fenomeni biologici e Fisica. Concetto di
grandezza fisica. Grandezze adimensionali e dimensionali (fondamentali,
derivate, equazioni dimensionali). Sistema Internazionale delle Unità di
Misura (costanti fondamentali, conversione tra unità differenti di misura,
lunghezza, tempo, massa). Misurazione. Stima. |
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Grandezze vettoriali:
Grandezze scalari e vettoriali. Definizione di vettore. Vettore Spostamento.
Operazioni sui vettori (scomposizione di un vettore, somma e differenza di
vettori, metodo grafico ed analitico). Proprietà dei vettori. Impiego dei
versori. Prodotto di vettori (prodotto di un vettore per uno scalare,
prodotto scalare, prodotto vettoriale). |
Parte II:
Fondamenti di Meccanica: Cinematica
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Cinematica:
Introduzione alla Meccanica (Cinematica, Dinamica, Statica). Cinematica del
punto materiale. Posizione, Spostamento, Traiettoria, Diagramma orario.
Velocità scalare e vettoriale (media ed istantanea). Accelerazione scalare e
vettoriale (media ed istantanea). Legge oraria di alcuni moti semplici (moto
rettilineo uniforme, moto rettilineo uniformemente accelerato, moto
parabolico uniformemente accelerato, moto circolare uniforme, moto
curvilineo in due dimensioni, moto armonico). Moto di un grave in caduta
libera. Effetti dell’accelerazione sul corpo umano. |
Parte III:
Fondamenti di Meccanica: Dinamica traslatoria
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Forze e Principi della meccanica: Introduzione alle cause del
moto. Concetto di “forza”. Principi della Dinamica. Prima Legge di Newton
(1° principio d’inerzia). Seconda Legge di Newton (2° principio).
Definizione operativa di “forza”. Misura operativa di “massa”. Terza Legge
di Newton (3° principio d’azione e reazione). Concetto di quantità di moto.
Principio di conservazione della quantità di moto. Concetto di “campo di
forze”. Concetto d'impulso. Teorema dell'impulso. Concetto di "campo di
forze".. Forza di gravità, Peso, Misura del peso. |
| Dalle forze alla legge oraria:
integrazione dell’equazione del moto (moto inerziale in assenza di forze,
moto inerziale in assenza di forze, moto in un campo di forze centrale ,
moto in un campo di forze elastiche). |
| Energia: Introduzione al concetto di
energia. Forme di energia e sue trasformazioni. Energia cinetica. Lavoro.
Teorema dell'energia cinetica. Lavoro della forza gravitazionale. Lavoro
della forza elastica. Lavoro di una forza generica. Lavoro e "fatica".
Potenza meccanica e rendimento. |
| Introduzione al concetto di “conservazione”. Concetto di energia
potenziale. Energia potenziale gravitazionale. Energia potenziale elastica.
Classificazione della forze (Forze conservative. Forze non conservative).
Conservazione dell’energia meccanica. Derivazione della forza dall’energia
potenziale. Analisi grafica. Forze esterne con e senza attrito.
Conservazione dell’energia totale. |
| Equilibrio di un corpo rigido.
Momento di una forza. Condizione di equilibrio per un punto materiale.
Condizione di equilibrio per un corpo solido. Coppia di forze. Vincoli.
Macchine semplici (Leve meccaniche, carrucola, puleggia, camma). Baricentro,
centro di gravità, centro di massa. Dinamica traslatoria e rotatoria del
corpo rigido. Elasticità e Legge di Hooke. Forze di contatto. Attrito
statico. Attrito dinamico. Resistenza del mezzo |
Parte IV: Elementi di Biomeccanica
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Biomeccanica:
Sistema di
riferimento. Equilibrio di articolazioni. Esempio: articolazione dell’anca.
Leve meccaniche del corpo umano. (leva di primo, secondo e terzo tipo,
esempi). Applicazioni della Legge di Hooke alle fratture ossee. Meccanica
della locomozione. |
Testi consigliati
 |
Domenico Scannicchio
Fisica Biomedica (seconda edizione)
Casa Editrice EdiSES |
Ricevimento degli studenti
Giovedì, ore 10:30-11:30 - (Macchia Romana 1° piano, stanza
n.94b)
|
Nicola
Cavallo
