Scuola di Farmacia e Nutraceutica
Università Magna Graecia di Catanzaro
Università Magna Graecia di Catanzaro
| Modulo e/o Codocenza | Docente | CFU |
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| FISICA | Gerardo Perozziello | 4 |
| FISICA | Patrizio Candeloro | 3 |
Scuola di Farmacia e Nutraceutica - Data stampa: 15/06/2025
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Organizzazione della didattica |
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Ore |
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Totali |
Didattica frontale |
Pratica (laboratorio, campo, esercitazione, altro) |
Studio individuale |
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175 |
56 |
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119 |
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CFU/ETCS |
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7 |
7 |
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Il corso si propone di fornire conoscenze di base della Fisica Classica, le metodiche fisiche per la quantificazione delle grandezze fisiche attraverso la descrizione delle leggi che governano i fenomeni fisici trattati. Saranno quindi illustrati i principi della cinematica, dinamica , fluidodinamica, termodinamica. Si descriveranno i principali fenomeni elettrici e magnetici attraverso la definizione delle grandezze fisiche e leggi che li regolano. In aggiunta verranno fornite nozioni di base riguardo i principi di ottica, suono e radiazioni ionizzanti. I vari argomenti trattati durante il corso verranno correlati ad esempi e applicazioni riscontrabili in ambito biologico (organismi) e biotecnologico (strumentazione). Tutto ciò allo scopo di fornire agli studenti le capacità di applicare le conoscenze acquisite a sistemi semplici di loro pertinenza.
Per affrontare adeguatamente il corso di Fisica, lo studente deve possedere solide conoscenze di matematica e geometria.
L'insegnamento sarà erogato tramite lezioni frontali (56 ore), con l’ausilio di presentazioni in PowerPoint preparate dal docente, mirate a facilitare l'acquisizione delle conoscenze di Fisica riportate nel programma (vedi sotto).
Durante le lezioni frontali saranno svolti esempi ed esercizi per comprendere il funzionamento e i meccanismi delle leggi fisiche illustrate nel corso.
Al termine dello studio, lo studente avrà acquisito conoscenze di base della Fisica Classica e sarà in grado di applicare tali conoscenze alla biotecnologia e all’analisi di dati.
Descrittore di Dublino 1: conoscenza e capacità di comprensione.
Descrittore di Dublino 2: capacità di applicare conoscenza e comprensione.
Descrittore di Dublino 3: capacità critiche e di giudizio ritenuti utili a determinare giudizi autonomi.
Autonomia di giudizio: al termine dell’insegnamento lo/la studente/studentessa dovrà essere in grado di:
- applicare concetti di Fisica in ambito biotecnologico;
- valutare criticamente i risultati delle ricerche scientifiche del proprio settore di studio e pubblicate sulle riviste scientifiche internazionali
Descrittore di Dublino 4: capacità di comunicare quanto si è appreso, gli studenti devono saper comunicare informazioni, idee, problemi e soluzioni a interlocutori specialisti e non specialisti.
Abilità comunicative: al termine dell’insegnamento lo/la studente/studentessa dovrà essere in grado di:
Descrittore di Dublino 5: capacità di proseguire lo studio in modo autonomo nel corso della vita. Gli/Le studenti/studentesse devono aver sviluppato quelle capacità di apprendimento che sono loro necessarie per intraprendere studi successivi con un alto grado di autonomia.
Capacità di apprendere in modo autonomo: al termine dell’insegnamento lo/la studente/studentessa dovrà avere:
capacità di proseguire compiutamente gli studi, utilizzando le conoscenze di base acquisite nel corso.
GRANDEZZE FISICHE E LE LORO MISURE
Concetto di equazione e di funzione e sua rappresentazione grafica; funzione lineare, parabolica, esponenziale, logaritmica, funzioni trigonometriche, funzioni periodiche; definizione di ampiezza, periodo, pulsazione, frequenza e fase. Uso delle potenze positive e negative di 10.
Concetto operativo di grandezza fisica. Sistemi di riferimento; Grandezze fondamentali e derivate; Sistemi di unità di misura. Multipli e sottomultipli di unità di misura. Grandezze dimensionali; Misurazione degli angoli. Il radiante.
Cause d'errore. Errori sistematici ed errori accidentali. Errore quadratico medio e deviazione standard; Sensibilità, precisione, prontezza e portata di uno strumento di misurazione.
Grandezze scalari e vettoriali; Operazioni con i vettori; Somma di due o più vettori; Componenti di un vettore; Prodotto di uno scalare per un vettore; Prodotto scalare di due vettori; Prodotto vettoriale di due vettori.
CINEMATICA
Traiettoria e legge oraria; Velocità e accelerazione; Analisi del moto: moto rettilineo uniforme, moto uniformemente vario, moto di un proiettile, moto circolare uniforme, moto curvilineo, moti periodici. Relazione tra cinematica lineare ed angolare.
DINAMICA
Il concetto di forza; Il principio d'inerzia; Sistemi di riferimento inerziali e relatività Galileiana;
Il concetto di massa e il secondo principio della dinamica;
Il terzo principio della dinamica e reazioni vincolari.
La quantità di moto e il teorema di conservazione della quantità di moto. Teorema dell’impulso;
I campi di Forza: Forza gravitazionale, Forza peso e accelerazione di gravità; Forze elastiche e moto armonico.
Equilibrio statico di un punto materiale o di un oggetto assimilabile a un punto. Equilibrante di un sistema di forze; Corpi rigidi e loro proprietà. Equilibrio di un corpo rigido; I vincoli e le leve; Bilancia, Carrucola e puleggia; Centro di massa e baricentro; Cenni di Dinamica del corpo rigido (traslatoria e rotatoria); Momento angolare; Momento di inerzia; Energia cinetica di rotazione; Analogia tra il moto di traslazione e il moto di rotazione.
Elasticità e deformazione (Flessione, Torsione e fratture ossee); Le forze di attrito; Le leve nel corpo umano;
LAVORO, ENERGIA E POTENZA
Lavoro di una forza; Energia e principio di conservazione dell’energia, Energia Cinetica e teorema dell’energia cinetica, campi conservativi, energia potenziale e conservazione dell’energia meccanica; Forze conservative e dissipative; Potenza e rendimento;
Meccanica di sistemi fisici: piano inclinato, pendolo. Collisione di corpi; Considerazioni conclusive sull'energia e sul lavoro; Lavoro fisiologico e lavoro in senso fisico;
MECCANICA DEI FLUIDI
Definizione di densità e pressione; Equilibrio nei fluidi; Pressione idrostatica e legge di Stevino; Principio di Pascal e Spinta di Archimede;
Il moto dei fluidi: portata ed equazione di continuità; Fluidi non viscosi: il teorema di Bernoulli; Teorema di Torricelli; Viscosità; Fluidi Viscosi: Moto laminare e moto turbolento; Formula di Poiseuille; Numero di Reynolds;
Forze di coesione e tensione superficiale; Capillarità; Tensione elastica di una membrana e formula di Laplace; Applicazione della meccanica dei fluidi alla circolazione sanguigna:portata dei vasi e velocità sanguigna, applicazioni del teorema di Bernoulli, resistenza dei vasi e regimi di moto, effetto della pressione idrostatica, lavoro e potenza cardiaca, misura della pressione del sangue;
Meccanica della respirazione e flusso di aria nelle vie respiratorie; Formula di Laplace ed equilibrio alveolare; Coefficiente di attrito viscoso; velocità di trascinamento; coefficiente di mobilità; sedimentazione; elettroforesi; centrifugazione;
TERMODINAMICA
Sistema termodinamico; Temperatura e scale termometriche; Energia Interna; Calore, Calore specifico e Capacità termica; Calore molare;
Il lavoro in termodinamica; Trasformazioni termodinamiche reversibili ed irreversibili, Trasformazioni di stato; Calore latente;
Primo principio della termodinamica; I gas perfetti; Equazione di stato dei gas perfetti; Miscele gassose e pressioni parziali dei gas; Trasformazioni dei gas perfetti: isoterme, isobare, isocore, adiabatiche;
Cenni sulla teoria cinetica dei gas ideali; I gas reali, diagrammi di fase e temperatura critica; l’equazione di Van der Waals;
Il secondo principio della termodinamica; Macchine termiche; Meccanismi di trasmissione del calore: conduzione, convezione, irraggiamento.
Termoregolazione degli animali a sangue caldo; I principi della termodinamica e la fisiologia; Rendimento; Metabolismo del corpo umano.
FENOMENI ELETTRICI
Carica elettrica e Forza di Coulomb; Costante dielettrica; Il campo elettrico e il Potenziale elettrostatico; Dipolo elettrico; La capacità elettrica; Il condensatore; Condensatori in serie ed in parallelo.
La corrente elettrica e le leggi di Ohm; Forza elettromotrice e circuiti in corrente continua; Potenza elettrica; Effetto termico della corrente elettrica (effetto Joule); Carica e scarica di un condensatore; Circuiti RC. Differenza tra corrente continua ed alternata.
ELETTROMAGNETISMO
Il campo magnetico; Legge di Laplace; Legge di Biot e Savart; Permeabilità magnetica; La forza di Lorentz e il moto di una particella carica in un campo magnetico uniforme.
Momenti magnetici e proprietà magnetiche della materia; Solenoide; Momenti magnetici atomici; Diamagnetismo, Paramagnetismo e Ferromagnetismo.
Flusso di campo magnetico e Induzione elettromagnetica; Legge di Faraday-Newmann; Legge di Lenz; Applicazioni della legge di Faraday.
FENOMENI ONDULATORI
Le onde; moto armonico, equazioni di propagazione di un’onda, oscillazioni smorzate e forzate;
Onde elastiche: il suono; Livelli di sensazione sonora, Propagazione delle onde sonore, velocità di propagazione delle onde sonore, Intensità sonora e direzionalità del suono, Spettro delle frequenze delle onde meccaniche, Ultrasuoni, Effetto doppler.
Ottica geometrica: Riflessione, rifrazione e riflessione totale, Il prisma, Le Lenti, le fibre ottiche. Diffrazione e Dispersione della luce.
Fenomeno della fluorescenza e sue applicazioni mediche.
RADIAZIONI IONIZZANTI
Il fenomeno di ionizzazione. Classificazione delle radiazioni ionizzanti; La ionizzazione prodotta dai vari tipi di radiazione.
L’azione delle radiazioni sui tessuti animali; I danni biologici delle radiazioni ionizzanti; Grandezze e unità dosimetriche.
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Testi di riferimento |
- D. Scannicchio “Fisica Biomedica”, Casa editrice EdiSES - Halliday, Resnick, Fondamenti di Fisica (autore: Jearl Walker; editore: Casa Editrice Amborsiana) - Andrea Alessandrini “Fisica per le scienze della vita” (editore: Casa Editrica Ambrosiana) |
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Note ai testi di riferimento |
Il testo di Halliday, Resnick fornisce un’adeguata piattaforma per le conoscenze fisiche di base. I testi di Scannicchio e Alessandrini offrono adeguati approfondimenti delle leggi fisiche applicate alle Scienze della Vita e alla Biologia. |
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Materiali didattici |
Tutto il materiale didattico usato durante le lezioni sarà reso disponibile in via telematica sulla piattaforma e-learning, all'indirizzo: https://elearning.unicz.it/, nella pagina dedicata al corso di Fisica del CdL in Biotecnologie. |
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Modalità di verifica dell’apprendimento |
L’esame finale prevede una prova scritta seguita da una prova orale non obbligatoria (vedi sotto). La prova scritta è composta da 10 domande a risposta multipla. Ad ogni domanda la cui risposta è corretta verranno assegnati 3 punti. Lo studente è idoneo se ottiene un punteggio minimo di 18/30 alla prova scritta. Durata della prova scritta: 20 minuti Una prova orale è prevista per gli studenti risultati idonei alla prova scritta e che desiderano migliorare il voto ottenuto nella prova scritta. Nel caso in cui lo studente abbia ottenuto un punteggio maggiore di 21/30 alla prova scritta, deve sostenere obbligatoriamente la prova orale, altrimenti il voto finale dell’esame non potrà essere maggiore di 21/30. Sono previste prove intermedie, a metà e alla fine dell’insegnamento, la cui valutazione finale sarà composta dalla media delle valutazioni delle prove intermedie. La valutazione finale sarà data dalla prova scritta e dalla prova orale, se quest’ultima viene sostenuta dallo studente. Le date delle prove scritte saranno comunicate sul portale del CdL di Biotecnologie. |
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Criteri di valutazione |
Conoscenza e capacità di comprensione: conoscenza della Fisica di Base Conoscenza e capacità di comprensione applicate: capacità di applicare le conoscenze acquisite in ambito biotecnologico Autonomia di giudizio: valutazione critica di problemi di Fisica applicati alle biotecnologie Abilità comunicative: capacità di esporre le conoscenze acquisite Capacità di apprendere: capacità di approfondire gli argomenti in maniera autonoma su riviste scientifiche o del settore di studio. |
L’esame finale prevede una prova scritta. Lo studente risultato idonea alla prova scritta (punteggio minimo pari a 18/30) può accettare direttamente il voto dello scritto, senza sostenere la prova orale, ma in questo caso il voto finale non può superare 21/30. La conferma di un voto maggiore di 21/30 ottenuto nella prova scritta, implica sostenere la prova orale.
Il voto finale è attribuito in trentesimi. L’esame si intende superato quando il voto è maggiore o uguale a 18/30.
Il voto della prova orale sarà ripartito secondo i seguenti criteri:
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Conoscenza e comprensione argomento |
Capacità di analisi e sintesi |
Utilizzo di referenze |
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Non idoneo |
Importanti carenze. Significative inaccuratezze |
Irrilevanti. Frequenti generalizzazioni. Incapacità di sintesi |
Completamente inappropriato |
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18-20 |
A livello soglia. Evidenti imperfezioni. |
Capacità appena sufficienti |
Appena appropriato |
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21-23 |
Conoscenza routinaria |
È in grado di analisi e sintesi corrette. Argomenta in modo logico e coerente |
Utilizza le referenze standard |
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24-26 |
Conoscenza buona |
Ha buone capacità di analisi e sintesi; gli argomenti sono espressi coerentemente |
Utilizza le referenze standard |
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27-29 |
Conoscenza più che buona |
Ha notevoli capacità di analisi e sintesi |
Ha approfondito gli argomenti |
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30-30L |
Conoscenza ottima |
Ha notevoli capacità di analisi e sintesi |
Importanti approfondimenti |
La lode sarà attribuita agli studenti che dimostreranno elevato grado di approfondimento con autonomia di giudizio e adeguata capacità di esposizione.