Riassunto esame Fisica medica, Prof. Nobili Andrea, libro consigliato Elementi di fisica biomedica, Scannicchio, Giroletti

• fase di sperimentazione

si misurano le grandezze che possono influenzare il fenomeno e quello che lo descrivono

• sintesi ➔ si cerca una teoria espressa da relazioni matematiche tra le grandezze misurate in grado di descrivere il fenomeno

• deduzione ➔ dalle ipotesi formulate si ricavano tutte le possibili conseguenze, soprattutto quei fenomeni di fenomeni non ancora osservati.

• verifica ➔ si fanno esperimenti per cercare conferma dei nuovi fenomeni previsti

i sistemi biologici seguono le leggi della fisica ➔ i dispositivi medici si basano su fenomeni fisici (es. la pressione sanguigna si misura in mm(Hg))

ad ogni grandezza fisica si associa un valore numerico pari al rapporto tra la grandezza stessa e l'unità di misura scelta.

Misura Indiretta → si misura la grandezza che interessa ma altre che risultano ad essa legate da relazioni fisse.

Coulomb → Ampere∙secondo intensità di corrente.

Pascal → Newton ^kg∙m/_m² → accelerazione

→ è una costante

• metro: distanza percorsa dalla luce (m) in una determinata frazione dell’unità di tempo.
• massa: fa riferimento (kg) alla costante di Planck.
• intensità di corrente: (A) è l’intensità in due conduttori ℓ di lunghezza infinita e sezione circolare trascurabile posti ad un 1 metro di distanza uno dall’altro che produce tra i 2 fili conduttori una forza di 2x10^-7 Newton su ogni metro di lunghezza fa riferimento alla carica dell’elettrone.

ACCELE RAZIONE

è legata alla variazione del vettore velocità nel tempo.

ã_m(t₁, t₂) = U^→(t₂) - U^→(t₁) / t₂ - t₁ = ΔU^→ / Δt

accelerazione media tra gli istanti t₁ e t₂

ã_{(t = t0)} = lim_t1→t0 U^→(t₁) - U^→(t₀) / t₁ - t₀ = lim_Δt→0 ΔU^→ / Δt

accelerazione istantanea all'istante t₀

Es.

In macchina durante una curva la forza che agisce è l'attrito, perché senza l'attrito la macchina continuerebbe ad andare dritto.

LA DINAMICA

La forza è quella grandezza fisica che applicato ad un corpo ne causa la variazione della condizione di moto o la deformazione.

L'unità di misura per la forza è il Newton (N).

I PRINCIPIO DI INERZIA:

Un corpo su cui non agiscono forze permane nel suo stato di quiete o in modo rettilineo uniforme.

II PRINCIPIO DI INERZIA:

L'accelerazione subita da un corpo è in ogni istante direttamente proporzionale alla forza agente su di esso.

F = mã

se F = 0 ⇒ a = 0

Massa gravitazionale:

La massa che ha un corpo.

Massa inerziale: Proprietà che ha ogni corpo per opporsi alle variazioni del suo stato di moto.

Equilibrio: somma delle forze applicate uguale a 0 e somma dei momenti delle forze applicate rispetto ad un punto qualunque

∑F_r=0 ⇒ ∑F_i=0

∑M_i=0

Reazione vincolare: è un vincolo o un supporto che impedisce ad un corpo di compiere alcuni spostamenti.

La reazione del vincolo è sempre perpendicolare alla superficie di contatto

e di intensità uguale o superiore alla forza peso

Peso apparente: bilancia all'interno di un ascensore il peso apparente e la reazione vincolare della bilancia.

∑F_eqs = N - mg = ma_ys ⇒ N = mg ± ma ⇒ P₁ = N = m(g ± a_y)

Le leve:

Sono costituite da un'asta rigida che può ruotare attorno ad un punto fisso detto fulcro.

F_R · b_R = F_M · b_M Condizione di equilibrio tra le leve

Leve di primo genere:

Il fulcro è posto tra le due forze.

Leve di secondo genere:

La forza resistente è tra il fulcro e la forza motrice.

Leve di terzo genere:

La forza motrice è tra il fulcro e la forza resistente.

Sono vantaggiose (F_M < F_R) se b_M > b_R

Sono svantaggiose (aumentano le forze) se b_R > b_M

Sono svantaggiose, cioè riducono le forze (consentono di controllarle)

Equazione di Bernoulli:

Spinta dall'esterno

Forza resistente dall'esterno

Forza peso (il centro di massa del liquido sale nel campo gravitazionale)

Equazione Bernoulli

{p + ¹/₂ ρu² + ρgy = cost}

nel caso la quota possa considerarsi costante

p + ¹/₂ ρu² = cost.

Aneurisma:

Allargamento congenito o invaso della sezione di un vaso sanguigno a quota costante.

x l'equazione di continuità: S₁v₁ = S₂v₂ → v₂ < v₁

→ l'equazione di Bernoulli: p₂ > p₁

La pressione interna è maggiore della pressione esterna.

Viscosità:

Rappresenta l'attrito interno tra le particelle del fluido che produce un caratteristico profilo di velocità per un fluido che scorre in un condotto

Applicando una forza costante F alla lastra superiore si osserva che la velocità relativa delle particelle di fluido a contatto con la superficie solida è nulla.

Il fluido si comporta come se fosse costituito da strati ognuno con velocità decrescente fino ad aggiungere il valore zero sulla superficie inferiore.

F / A = η U / L

→ gradiente di velocità

Viscosità del fluido

Profilo parabolico all’interno di un tubo

En il sangue è un fluido non Newtoniano

Legge di Hageu-Poiseuille è necessaria una differenza di pressione in un condotto per mantenere il flusso del fluido reale

Δp = p₁ - p₂ = RQ

R = 8ηl / π r⁴

p₁ - p₂ = RQ

Selezione che vale quando le linee di flusso non si intersecano.

ΔP = RQ il più alto è la resistenza più bassa sarà la portata [p. ↓ , Q↑]

Portata del sangue: Q = 5 L / min = 5000 cm³ / 60 s = 83,33 cm³/s

forze che agiscono su una particella carica in soluzione sotto l'effetto di un campo elettrico

Il risultato è la mobilità elettroforetica (mVcm) l'elettroforesi viene fatta su un gel per evitare i problemi di diffusione, lo spostamento delle molecole deve essere principalmente dovuto al campo elettrico. Il DNA viene successivamente marcato (etidio bromuro) il campo elettrico è legato alla d.d.p e alla distanza alla quale si trovano.

Tensione Superficiale

è costo di energia per aumentare l'area di una Superficie. La Superficie: è il confine tra una fase condensata e una gassosa. ha un comportamento elastico. (a causa della asimmetria delle molecole in superficie). la tensione superficiale diminuisce all'aumentare della temperatura.

• Rompendo il film liquido all'interno del filo di seta si nota che la tensione superficiale agisce perpendicolarmente alla linea

La forza per unità di lunghezza è indipendente dalla escursione superficiale della sottina liquida coosiderata.

LA TENSIONE SUPERFICIALE PUÒ ESSERE DEFINITA COME il lavoro fatto per aumentare l'area.

Tensione superficiale H₂O: acqua = 0,072 N/m 20°C la tensione superficiale dell'acqua è dovuta alla natura polare dell'acqua. ex. l'acqua colorata pulisce meglio perchè ha una bassa tensione superficiale