Scuola di Farmacia e Nutraceutica

Università Magna Graecia di Catanzaro

C.I. Matematica, Fisica e Statistica

CdL Scienze e Tecnologie delle Produzioni Animali

Modulo e/o Codocenza Docente CFU
Matematica e Statistica Michelino Avolio 6
Elementi di Fisica Gerardo Perozziello 1
Elementi di Fisica Filippo Mauro 5
Docente:
Michelino Avolio
avolio@unicz.it

SSD:
MATH-03/B - PHYS-06/A - PHYS-06/A

CFU:
12

Scuola di Farmacia e Nutraceutica - Data stampa: 16/06/2025

Organizzazione della Didattica

Organizzazione della didattica

Ore

Totali

Didattica frontale

Pratica            (laboratorio,            campo,

esercitazione, altro)

Studio individuale

300

96

-

204

CFU/ETCS

12

12

-

-

Obiettivi Formativi

Il corso fornisce agli studenti conoscenze di base di analisi matematica, teoria delle probabilità e strumenti di inferenza statistica per la stima campionaria. L'obiettivo è applicare questi concetti a problemi scientifici e modellizzare fenomeni aleatori e condizioni di incertezza. Inoltre il corso fornisce le 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. I vari argomenti trattati durante il corso verranno correlati ad esempi e applicazioni. Tutto ciò allo scopo di fornire agli studenti le capacità di applicare le conoscenze acquisite a sistemi semplici di loro pertinenza.

Prerequisiti

Non sono richieste conoscenze preliminari specifiche, oltre a quelle richieste per l'accesso al Corso di Laurea.

Metodi Didattici

  • Lezioni frontali
  • Problem solving
  • Esercitazioni pratiche

Descrittori di Dublino

Descrittori di Dublino:

  • DD1 - Conoscenza e capacità di comprensione:

Principi di analisi matematica e statistica;

Principi della Fisica classica

  • DD2 - Conoscenza e capacità di comprensione applicate: Utilizzo di strumenti matematici e statistici per l'analisi di dati e la risoluzione di problemi;

Applicazione delle leggi fisiche a esercizi e casi pratici;

Capacità di leggere e comprendere criticamente il testo di un articolo scientifico pertinente all’ area di Fisica;

Analisi e risoluzioni di problemi riguardanti fenomeni quotidiani.

  • DD3-5 - Competenze trasversali: Sviluppo di autonomia di giudizio, abilità comunicative e capacità di apprendimento.

Contenuti di insegnamento (Programma)

Analisi Matematica
• Richiami di algebra: prodotti notevoli, frazioni algebriche, esponenziali e logaritmi.
• Equazioni, sistemi di equazioni e disequazioni.
• Calcolo combinatorio: disposizioni, permutazioni e combinazioni.
• Limiti di successioni e funzioni.
• Funzioni continue e derivate.
• Studio di funzione e integrali.
Statistica Descrittiva, Calcolo delle Probabilità e Statistica Inferenziale
• Indici statistici di posizione, variabilità e forma.
• Teoria della probabilità: spazio campionario, assiomi di probabilità, teorema di Bayes.
• Distribuzioni di probabilità: binomiale, Poisson, Gaussiana.
• Metodi di campionamento e distribuzioni campionarie.
• Stima dei parametri e intervalli di confidenza.
Test di ipotesi e distribuzioni t di Student e chi-quadrato.

Elementi introduttivi - 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 1 O; 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; Decomposizione 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 
II concetto di forza; Il principio d'inerzia; Sistemi di riferimento inerziali e relatività Galileiana; II concetto di massa e il secondo principio della dinamica; II 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 princ1p10 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 e 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 ed effetti sul corpo umano.
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; Effetto doppler; Ottica geometrica (Diffrazione e Dispersione della luce, Riflessione, rifrazione e riflessione totale, Il prisma, Le Lenti, le fibre ottiche) 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). Fenomeno della fluorescenza e sue applicazioni mediche.

Testi di Riferimento, Note e Materiali Didattici

Testi di riferimento

  • Michiel Bertsch, Andrea Dall’Aglio, Lorenzo Giacomelli - Epsilon 1, Primo Corso di Analisi Matematica.
  • Ardelio Galletti - Lezioni di Matematica e Statistica, terza edizione.
  • Gian Marco Contessa, Giuseppe Augusto Marzo – Fisica applicata alle scienze mediche
  • Materiale didattico fornito dal docente e disponibile sulla piattaforma e-learning del CdS.

Modalità di verifica dell'apprendimento e criteri di Valutazione

Modalità di verifica dell’apprendimento

Prova scritta:

  • Soluzione di esercizi sugli argomenti del corso.
  • La prova si considera superata con un voto ≥ 18/30.
  • Non è consentita la consultazione di testi o appunti durante l’esame.

Prova orale (facoltativa):

  • Prevista su richiesta dello studente o del docente.

Criteri di misurazione dell'apprendimento e di attribuzione del voto finale

Criteri di valutazione

 

Voto

Conoscenza

Capacità di Analisi e Sintesi

Utilizzo di Referenze

<18

Carenze significative

Scarsa capacità di sintesi

Inappropriato

18-20

Conoscenza minima

Capacità sufficienti

Appena appropriato

21-23

Conoscenza di base

Analisi e sintesi corrette

Utilizzo standard

24-26

Buona conoscenza

Argomentazione coerente

Utilizzo corretto

27-29

Conoscenza approfondita

Ottime capacità di analisi e sintesi

Approfondimenti significativi

30-30L

Conoscenza eccellente

Elevata capacità critica e analitica

Importanti approfondimenti

 

 

Criteri per l’assegnazione della lode:

·         Completezza della preparazione.

·         Eccellente capacità di analisi e sintesi.

·         Originalità e rigore nell'esposizione.

Altro

Informazioni aggiuntive saranno comunicate durante il corso o tramite la piattaforma e-learning.