Fisica e biologia applicata

A.A. 2016/2017
Insegnamento per
6
Crediti massimi
47
Ore totali
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
Lo svolgimento del corso è indirizzato a:
far conoscere i principi fondamentali della biologia e meccanica del corpo esteso e della meccanica dei fluidi, le loro implicazioni, con attenzione ad argomenti di rilevanza per la propedeuticità rispetto ai corsi successivi (biomeccanica, fisiologia)
Insegnare a risolvere semplici problemi di fisica sugli argomenti trattati e saper dare valutazioni quantitative e stime dei fenomeni biologici e fisici analizzati.
Lo studente acquisirà la conoscenza delle grandezze fisiche fondamentali utili alla descrizione del movimento del corpo esteso e della meccanica dei fluidi anche in relazione agli aspetti energetici.
Lo studente disporrà di un bagaglio teorico atto a coprire le conoscenze biologiche strettamente connesse alla sua figura, con particolare rilievo agli eventi endocellulari, chimici e biochimici che determinano, regolano e modulano l'esercizio fisico.

Struttura insegnamento e programma

Edizione attiva
Responsabile
Esercitazioni: 12 ore
Lezioni: 35 ore
Turni:
GRUPPO 1
Docente: Brocca Paola
GRUPPO 2
Docente: Brocca Paola
GRUPPO 3
Docente: Brocca Paola
Programma
MODULO DI FISICA (Prof. Brocca)
Meccanica
· Cinematica del punto materiale. Moti in una dimensione. Velocità media ed istantanea. Accelerazione media ed istantanea. Traiettoria e legge oraria. Moto rettilineo uniforme. Moto rettilineo uniformemente accelerato. Caduta libera di un grave sulla superficie terrestre, salto e lancio verticale.
· Vettori ed operazioni con i vettori. Sistemi di riferimento. Posizione, velocità ed accelerazione come vettori. Moti in più dimensioni. Moto del proiettile. Gittata.
· Dinamica. Forze e moto. Forza. Massa. Le tre leggi della dinamica. Forza di attrazione gravitazionale, forza peso. Forze di superficie: forza di contatto, forza di attrito (attrito statico e attrito dinamico). Il piano inclinato. Resistenza del mezzo fluido. Effetti della resistenza del mezzo sul moto. Velocità limite di caduta in aria. Corde e carrucole.
● Impulso di una forza e teorema dell'impulso. Fasi di produzione di impulso nello sport. Conservazione della quantità di moto. Urti. Massa efficace in un urto e in un lancio nello sport.
· Lavoro meccanico. Lavoro meccanico e lavoro fisiologico. Potenza. Forze conservative e forze dissipative.
● Energia. Energia potenziale. Energia potenziale gravitazionale. Forza elastica ed energia potenziale elastica. Energia cinetica. Teorema dell'energia cinetica. Urti elastici e anelastici. Legge di conservazione dell'energia meccanica.
· Sistemi di punti materiali e corpi estesi. Centro di massa e baricentro. La rotazione di corpi estesi. Variabili angolari. Cinematica delle rotazioni. Moto circolare e accelerazione centripeta. Forza centripeta. Momento torcente di una forza. Momento d'inerzia. Dinamica delle rotazioni. Momento angolare e sua conservazione.
· Statica. Condizioni di equilibrio per un corpo esteso. Leve di prima, seconda e terza specie. Le leve nel corpo umano.
· Rotazioni del corpo umano nei gesti sportivi. Variazione del momento d'inerzia nel corpo umano.

Cenni di termologia.
Il primo principio della termodinamica. Energia interna. Calore. Joule e caloria. Il secondo principio della termodinamica. Metabolismo e potenza metabolica. Lavoro meccanico e consumo calorico. Efficienza metabolica.

Fluidi.
· Densità e pressione. Statica dei fluidi. Archimede, Pascal e Stevino.
· Cenni di dinamica dei fluidi. Portata e sua conservazione. Fluidi non viscosi. Teorema di Bernoulli. Fluidi viscosi. Resistenza idraulica e legge di Poiseuille. Fluidi non Newtoniani.
· Tensione superficiale e legge di Laplace.


MODULO DI BIOLOGIA (Prof.ssa Paola Riva)

· Cellula procariote ed eucariote.
· Morfologia e funzione della cellula eucariote.
· La membrana plasmatica: struttura e funzioni. I trasporti attraverso la membrana. La membrana plasmatica e la comunicazione con l'ambiente esterno: generalità sui recettori di membrana.
· La compartimentazione intracellulare: significato.
· Gli organelli cellulari: struttura e funzione. Il reticolo endoplasmatico liscio e rugoso. Il complesso di Golgi. I mitocondri. I lisosomi. I perossisomi. I ribosomi. Struttura e organizzazione del citoscheletro cellulare (microtubuli, microfilamenti e filamenti intermedi).
· Il nucleo. Caratteristiche e struttura della membrana nucleare (cenni). Struttura del DNA e organizzazione della cromatina. Il nucleolo. Cenni sulla replicazione del DNA. Genotipo e fenotipo.
· RNA: tipologie e funzione, cenni sul processo di trascrizione e maturazione degli mRNA.
· Il processo di sintesi proteica.
· Il ciclo cellulare e la mitosi.
· La meiosi.
Prerequisiti e modalità di esame
L'esame si articola per entrambi i moduli in una prova scritta

La prova scritta sul programma di Fisica richiede:
- la soluzione di esercizi di tipo applicativo, aventi contenuti e difficoltà analoghi a quelli affrontati nelle esercitazioni,
- la risposta a quesiti teorici.
Metodi didattici
Le lezioni si svolgono secondo il metodo tradizionale in aula.
La frequenza alle lezioni è obbligatoria.
Materiale didattico e bibliografia
TESTI CONSIGLIATI FISICA
GIANCOLI - Fisica - seconda edizione - CEA

TESTI CONSIGLIATI BIOLOGIA
Solomon, Berg, Martin ELEMENTI DI BIOLOGIA EDISES (V ed) 2009
Sadava, Hillis, Heller, Berenbaum ELEMENTI DI BIOLOGIA E GENETICA ZANICHELLI (IV ed) 2014
Bonaldo, Duga, Pierantoni, Riva, Romanelli BIOLOGIA E GENETICA EDISES (IV ed) 2013
Periodo
Primo semestre
Periodo
Primo semestre
Modalità di valutazione
Esame
Giudizio di valutazione
voto verbalizzato in trentesimi
Docente/i
Ricevimento:
su appuntamento tramite e-mail
Ricevimento:
previo appuntamento
LITA, Via Fratelli Cervi 93, Segrate, MI
Ricevimento:
Da stabilire per e-mail
Dipartimento di Biotecnologie Mediche e Medicina Traslazionale via F.lli Cervi 93 Segrate (MI)