99477 - PHYSICS

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente possiede una conoscenza delle principali leggi della fisica, includendo i concetti essenziali inerenti la termodinamica, le forze elettriche e il magnetismo. Egli è in grado di risolvere semplici problemi fisici.

Contenuti

Il corso si concentra sulla fisica fondamentale e applicata alla genomica e alla biologia molecolare. Oltre a una revisione approfondita della fisica delle scuole superiori, gli studenti esploreranno come le proprietà dei sistemi viventi emergano dalle interazioni atomiche. Il corso tratta anche la relazione tra la termodinamica e la cinetica delle interazioni intermolecolari, con applicazioni ai sistemi biologici.

1. Misurazioni e Fondamenti Matematici
• Unità di misura, conversioni e analisi dimensionale
• Ordini di grandezza e cifre significative
• Errori e incertezze nelle misurazioni
• Revisione del calcolo; espansione di Taylor
• Fondamenti di probabilità e statistica

2. Meccanica e Moto
• Grandezze scalari e vettoriali; operazioni con vettori
• Sistemi di riferimento e descrizione del moto
• Velocità, accelerazione ed equazioni del moto
• Caduta libera e moto parabolico
• Moto circolare: velocità angolare, accelerazione angolare, forza centripeta
• Leggi del moto di Newton
• Lavoro, potenza e conservazione dell’energia
• Quantità di moto e leggi di conservazione
• Elasticità: legge di Hooke, moto armonico e oscillazioni

3. Termodinamica e Meccanica Statistica
• Equilibrio termico e scale di temperatura
• Espansione termica e trasferimento di calore
• Gas ideali e reali; teoria cinetica dei gas
• Energia interna, calore e lavoro; esperimento di Joule
• Primo principio della termodinamica; transizioni di fase (fusione, vaporizzazione)
• Secondo principio della termodinamica; entropia ed energia libera
• Moto browniano e diffusione; leggi di Fick
• Meccanica statistica e interazioni molecolari

4. Elettricità e Magnetismo
• Carica elettrica e legge di Coulomb
• Campo elettrico e potenziale; teorema di Gauss
• Capacità elettrica e dielettrici
• Corrente elettrica, resistenza e legge di Ohm
• Effetto Joule e circuiti elettrici (resistenze/condensatori in serie e parallelo)

5. Biofisica e Applicazioni alla Biologia Molecolare
• Forze intermolecolari e costanti di legame
• Cinetica chimica e velocità di reazione
• Fondamenti della fisica dei polimeri; proprietà dei biopolimeri (proteine, DNA)
• Metodi sperimentali e computazionali nella biofisica moderna

Testi/Bibliografia

Halliday, Resnick & Walker, Fundamental of physics, Wiley

Metodi didattici

Lezioni ed esercizi

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Esame scritto

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Emanuele Paci