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Oggetto:
Oggetto:

Fisica con elementi di matematica (Farmacia)

Oggetto:

Physics

Oggetto:

Anno accademico 2022/2023

Codice attività didattica
FAR0047
Docenti
Prof. Ezio Maina (Titolare del corso)
Prof. Luca Pacher (Esercitatore)
Corso di studio
[f003-c503] laurea magistrale in farmacia - a torino
Anno
1° anno
Periodo
Primo semestre
Tipologia
Di base
Crediti/Valenza
8
SSD attività didattica
FIS/07 - fisica applicata (a beni culturali, ambientali, biologia e medicina)
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Consigliata
Tipologia esame
Scritto ed orale
Oggetto:

Sommario insegnamento

Oggetto:

Obiettivi formativi

Fornire una conoscenza di elementi di base della matematica necessaria allo studio delle scienze. Introdurre lo studente alla conoscenza delle principali leggi fisiche ed alle loro applicazioni, particolarmente in campo biomedico.

The aim of the course is  to provide first a mathematical basis  for the study natural sciences, next  an introduction to the foundations of physics and their applications to life sciences.

 

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

Comprensione dei principi fondamentali della fisica e capacita' di applicarli allo studio di fenomeni biomedici.

Understanding  of the fundamental physical laws, with particular reference to their application to life sciences.

Oggetto:

Programma

Elementi di matematica

Funzioni: concetti di limite, derivata e integrale.
Vettori.
Unità di misura, analisi dimensionale. 


Dinamica

Velocità media e istantanea, accelerazione,
La forza e le tre leggi di Newton
Tipi di forze: forza peso, forze elastiche forze di attrito.

Moto circolare e forza centripeta.
Cenni sui sitemi non inerziali.

Lavoro ed il teorema dell'energia cinetica, forze conservative ed energia potenziale.
Il principio di conservazione dell'energia.
Energia potenziale gravitazionale ed elastica.
Potenza.

Impulso e teorema della quantità di moto.
Cenni sulla dinamica  e statica del corpo rigido.
Il concetto di leva. Leve nel corpo umano

Onde
Moto oscillatorio e moto armonico.
Conservazione dell'energia nel moto armonico.
Pendolo.
Onde trasversali e longitudinali.
Onde armoniche: frequenza e lunghezza d'onda.
Onde in due e tre dimensioni.
Energia e intensità delle onde.
Il suono come onda: la scale dei decibel.
Interferenza e diffrazione delle onde.
Il principio di Huygens-Fersnel.
 


Statica e dinamica dei fluidi

Il concetto di pressione. La  legge di Stevino, principio di Pascal, legge di Archimede.

Liquidi ideali: portata, equazione di continuita', teorema di di Bernoulli
e sue applicazioni.

Liquidi reali: legge di Hagen-Poiseuille.
Cenni sul moto turbolento.
Tensione superficiale e capillarità.
 

Termodinamica

La temperatura ed il principio zero della termodinamica.
Sistemi termodinamici: aperti, chiusi ed isolati.
Trasformazioni termodinamiche, processi reversibili e irreversibili.

Il calore specifico.
Proprietà termometriche della materia.
Gas perfetti ed equazione di stato.
La teoria cinetica dei gas (cenni).
Leggi di Dalton ed Henry.

Termodinamica: lavoro meccanico e calore
Il primo principio della termodinamica e l'energia interna.
Applicazioni. Transizioni di fase.
 
Trasmissione del calore: conduzione, convezione e irraggiamento.

Secondo principio della termodinamica: enunciati di Clausius e di Kelvin.
Macchine termiche ed il ciclo di Carnot. Cicli reversibili e teorema di Carnot.
La funzione entropia. Cenni sulla interpretazione probabilistica dell'entropia.


Elettricità e Magnetismo

Carica elettrica, legge di Coulomb, campo elettrostatico, potenziale elettrostatico.
Materiali Conduttori e isolanti.
Condensatori.

Corrente elettrica, legge di Ohm,  potenza ed effetto Joule.
Prima e seconda legge di Kirchoff.
Carica e scarica dei condensatori.

Campo magnetico, forza di Lorentz.
Sorgenti di campo magnetico: filo lineare, spira e solenoide.
Cenni sul magnetismo nella materia.

Ciclotrone, selettore di velocità, spettrometro di massa.


Ottica

Le onde elettromagnetiche e la luce.
Meccanismi di produzione delel onde EM.
Leggi di Stefan-Boltzmann e di Wien.

Riflessione, trasmissione ed assorbimento della luce
Interferenza e diffrazione della luce.


Ottica geometrica: leggi della riflessione e della rifrazione.
Formazione di immagini: specchi,  lenti convergenti e divergenti.
Ingrandimento angolare e lineare.

 

Cenni di fisica moderna

Produzione ed assorbimento dei raggi X.

Decadimenti radioattivi: alfa, beta, gamma

 

 Mathematics

The concept of function. Graphical representation of a function.
Examples: Straight line, parabolic
and hyperbolic functions. The exponential function and the logarithm.Trigonometric functions.
The concepts of limit, derivative, integral.
Vectors and their representation. Sum of vectors, the product of vector times a scalar,
scalar (dot) and vector (cross) products.
Reference systems. Measurement units, dimensional analysis, scaling laws.

 Dynamics

Mean and instantaneous velocity. Acceleration.
The concept of force and Newton’s laws. Gravity and weight, friction, elastic forces. Circular
motion and centripetal force. Basics of non-inertial systems.
Work and energy; the theorem of kinetic energy. Conservative forces and potential energy. Conservation of energy.
The potential energy of gravitational and elastic forces. Power. Spring’s harmonic motion. Conservation of energy in harmonic motion. Pendulum.
Impulse and momentum. Conservation of momentum and collisions.
Basics of rigid body dynamics. Torque and momentum of inertia.
Statics: levers in the human body.

Waves and sound

Transverse and longitudinal waves. Huygens-Fresnel principle. Harmonic waves: frequency and wavelength. Waves in 2D and 3D. Waves energy and intensity.
Interference and diffraction.
Sound: intensity and sound level.

Fluid mechanics

The concepts of density and pressure. Stevin’s law and atmospheric pressure. Pascal’s principle.
Archimedes’ principle.
Ideal fluids: flow rate and continuity equation. Bernouilli’s theorem with applications to biological problems.
Real fluids: viscosity and Hagen-Poiseuille’s law. Blood circulation.
Basics of turbulent motion.

Thermodynamics

Thermodynamical systems. Temperature and zeroth law of thermodynamics. Heat and temperature: specific heat. Thermometric properties of matter, phase transitions. Ideal gases, basics of the kinetic theory of gases, mean kinetic energy of molecules.
Work and heat: heat as a type of energy.
The first law of thermodynamics. Internal energy. Specific heat of gases.
Real gases. Henry’s law, phase transitions.
Heat transfer: conduction, convection and radiation.
The second law of thermodynamics: postulates of Kelvin and Clausius.

Thermal engines and Carnot cycle. Reversible cycles and Carnot’s theorem.
Entropy. Statistical nature of entropy (hints)

Electromagnetism

Electric charge and Coulomb’s law. Electric field. Potential. Electrical conductors and insulators.
Dielectrics.
Capacitance and capacitors. Energy capacitors. Capacitors in parallel and in series.
Electric current, resistors, and Ohm’s law. Electric circuits: first and second Kirchoff's law. Power and Joule’s effect.
Charge and discharge of a capacitor.
Magnetic field and Lorentz force.
The magnetic field generated by different configurations of currents: linear wire, spire, and solenoid.

Cyclotron, velocity selector, mass spectrometer.

Optics

Electromagnetic (EM) waves; the light as an EM wave. Basics of mechanisms of generation of EM waves. Stefan-Boltzmann’s law and Wien’s law.
Interference and diffraction of light. Interaction of light with matter: reflection, transmission, and absorption.
Geometrical Optics: reflection and refraction. Image formation by reflection: mirrors. Image
formation by refraction: convex and concave lenses. Angular and linear magnification.

Some notes on modern physics

The production and absorption of X-rays.

Radioactive decays: alpha, beta, and gamma.

Oggetto:

Modalità di insegnamento

Tradizionale alla lavagna con supporto di trasparenze proiettate in aula. In ottemperanza alle ultime direttive di Ateneo le lezioni si terranno in presenza.

Le slides presentate a lezione sono disponibili ai seguenti indirizzi.


LEZIONI [Prof. Maina]

http://personalpages.to.infn.it/~maina/didattica/Fisica_Farmacia_2022_23/


ESERCITAZIONI [Prof. Pacher]

http://personalpages.to.infn.it/~pacher/didattica/Farmacia/2022-23/Esercitazioni/

Oggetto:

Modalità di verifica dell'apprendimento

 

L'esame si articola su due prove: lo scritto consiste nella soluzione di semplici problemi, l'orale riguarda gli argomenti di teoria svolti nel corso.

La prova scritta ha una durata di 90 minuti e consiste nella soluzione di cinque problemi su argomenti del corso, con un totale di dieci domande di egual peso. Durante la prova gli studenti possono consultare un formulario che loro stessi hanno compilato.

I problemi riguardano : meccanica, fluidodinamica e onde,  termodinamica, elettromagnetismo e ottica.  Per sostenere la prova orali occorre rispondere correttamente a sei domande. La prova scritta ha validita' un anno solare,  cioe' gli studenti  hanno a disposizione  un anno  di tempo per dare l'orale senza dover ripetere la prova scritta.

La prova orale verte sugli elementi fondamentali caratterizzanti i vari argomenti del corso. 

 

Oggetto:

Attività di supporto

Esercitazioni di preparazione allo scritto, in cui vengono insegnati i metodi di risoluzione di problemi  simili a quelli  che verranno sostenuti nella prova scritta.

Gli studenti possono inoltre liberamente consultare le video-registrazioni delle lezioni e delle esercitazioni dell'anno accademico 2020/21.

 

 LEZIONI [Prof. Ezio Maina] - Links alle video-registrazioni dell'anno accademico 2020/21

1. Lun 12/10/2020
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/502f40c872a1413c95cff0cd08f73f11
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/c0c33be9f55f41299cd828b7ba3e8870

2. Mar 13/10/2020
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/75da636ed96a485eadbecbcb8322d162
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/af7715565dc044618c24d7c725b95bce

3. Lun 19/10/2020
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/bd504c563815475096fd8e7a42604cb3
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/6c09e1f19567417ba4356589c921e832

4. Gio 22/10/2020
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/a718992437d94d69b09bc01240eb5bf8
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/f6ffaff9d7634555aa156b56c874fdd2

5. Lun 26/10/2020
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/73772efb948e4b14a65255e5821af742
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/47222131ea794c748171d5ab7efb0dd8

6. Gio 29/10/2020
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/c3f26cab683148e1a88223a96e2b7a38
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/fb4375876f0240b6b6f0602933cff281

7. Lun 02/11/2020
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/e0bfd6c3f8214adcbb07360ee1da6442
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/dc2241fc781f4e3ebd1a069b0f6a170f

8. Gio 05/11/2020
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/7ae5089572a541ec89fab0e61f7784a8
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/ca1ba2193e3a4d7dabce2323d33c0c0a

9. Lun 10/11/2020
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/8695c58dae3448d7888304c214d9ab31
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/5846390c8cb444d09d7a9dd12b47dc19

10. Lun 16/11/2020
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/b4c4b2ffabb14f37a186a198ddbb8123
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/637ee28563fe4d8388e1916ff5aa5365

11. Gio 19/11/2020
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/efa2ff5837174bf4867fe9aa2b0ea18d
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/2887d3963b77451690e731ccf591294c

12. Lun 23/11/2020
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/b97e57c497e94d90ba7bf3450d23d745
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/dcc05c3c53d841dcae3792c9f7dc3701

13. Gio 26/11/2020
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/166cca2413cb4fe9a95a958125621b1c
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/a1e0af61ef634dbfb4fc29ed86e54bee

14. Lun 30/11/2020
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/25e60235d8ff4f69b30505a520888da9
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/27d79a90d9144e5b9b5bbe2ef5f3048e

15. Ven 04/12/2020
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/203f740df1ab4d46b700e08db08c9a07
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/203f740df1ab4d46b700e08db08c9a07
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/ce54d4f7f1fb4ae9b0e1a45181309438

16. Lun 07/12/2020
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/787a7a1ad3ee4a92b761d96c6670d92f
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/24030f313f4c4bbb968234202e50b97e

17. Ven 11/12/2020
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/5e7a3719d23c448eba3b8e73cc222c82
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/e143c332bac04ceda0ae59ec68253aa4

18. Lun 14/12/2020
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/4d40eb3f7ebb4688929d4badd05c1515
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/bde7f2cc7be14d02a75497680e0e7fb0

19. Ven 18/12/2020
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/8afc7c67b5734376994d588e4a5e5e5d
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/2e8a7e032e58493689e621f9f4e0c1cc

20. Lun 21/12/2020
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/caa816a2d6a343349b5ede77179ba76d
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/d00b828a83ec43ab8bb28005aeeb010a

21. Mar 22/12/2020
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/1fda9352d43b4529be7f14fe3cdf7738
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/9d28c9c3c6424d18a8a404569079ffa2

22.  Lun 11/01/2021
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/be8f577d7d514fd494ed3ef246d4a369
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/2fe337ab8cb54e37a877aa9aac80815b

23. Mar 12/01/2021
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/9f5e169bc40145b684568afc7ba97316
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/7eca96eb3d2c46d6a50f15ee228d78e3

 

 ESERCITAZIONI [Prof. Luca Pacher] - Links alle videoregistrazioni dell'anno accademico 2020/21

1. Gio 15/10/2020 ore 11-13
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/fa15908b09a9417aa5b3149e53358ba0

2. Mar 20/10/2020 ore 11-13
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/aeac59306d1c4cffa1f52d3644c74059

3. Mar 27/10/2020 ore 11-13
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/9976a9413a264a06aa1aaf68808a91ca

4. Mar 03/11/2020 ore 11-13
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/7603011086c243b8a104b4d635a34c66

5. Gio 12/11/2020 ore 11-13
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/46c604e6a7ed427a85ae2241fa98dc39

6. Mar 17/11/2020 ore 11-13
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/d10615656cbe4a52bba6292ba2808d50

7. Mar 24/11/2020 ore 11-13
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/59d7142d311d435aa2025c72c449c44c

8. Mar 01/12/2020 ore 11-13
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/758f0d3184b64b28aadd9137947be9d7

9. Gio 10/12/2020 ore 11-13
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/f109a4532c7e4afd88ea2b11028593b4

10. Mar 15/12/2020 ore 11-13
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/42a80ea15bf7403dafbfdf81ad18ffbf

11. Ven 08/01/2021 ore 14-16
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/b0aaf76ae7d84825a89f62f2d116aeab

12. Lun 11/01/2021 ore 14-16
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/098682c8644549a3ad67c239150356ca

13. Ven 15/01/2021 ore 14-16
https://unito.webex.com/recordingservice/sites/unito/recording/play/77016f5c5710468aaa261375998507bd

 

 

Testi consigliati e bibliografia

Oggetto:

James S. Walker - Fondamenti di Fisica - Pearson

James S. Walker - Fondamenti di Fisica - Pearson

 



Oggetto:

Note

A partire dall'a.a. 13-14 l'insegnamento "Fisica (stf0002)" sostituisce "Fisica con elementi di matematica (far0047)"

Prerequisiti: nozioni elementari di algebra e geometria.

Prova di esame.

L' esame si articola su due prove: lo scritto consiste nella soluzione di semplici problemi, l'orale riguarda gli argomenti di teoria svolti nel corso.

Prerequisites: elementary precalculus.

Examination

The final examination comprises two parts: a written examination which involves solving simple phisical problems and an oral one on the subjects of the course.

Oggetto:

Orario lezioniV

Lezioni: dal 10/10/2020 al 15/01/2021

Registrazione
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    Ultimo aggiornamento: 28/11/2022 14:40

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