Richiami di meccanica, termologia ed elettromagnetismo. Grandezze fisiche. Errori di misura. Meccanica dei corpi rigidi. Velocità e accelerazione. Forza. Leggi della dinamica. Pressione. Lavoro. Potenza. Energia. Temperatura e calore. Scale termometriche. Capacità termica e calore specifico. Conduzione. Convezione. Irraggiamento. Termoregolazione corporea. Cariche elettriche. Legge di Coulomb. Campo elettrico. Potenziale elettrico. Corrente elettrica. Legge di Ohm. Resistenza elettrica. Resistenze in serie e parallelo. Effetto Joule. Condensatore. Elettromagnetismo.
Meccanica dei fluidi. Fluidi ideali, liquidi e gassosi. Legge di Pascal. Legge di Stevino. Pressione atmosferica. Principio di Archimede. Dinamica dei fluidi. Velocità e flusso (o portata). Legge di continuità. Teorema di Bernoulli. Proprietà dei fluidi reali. Forze di attrito. Viscosità. Coefficiente di viscosità. Moto in un fluido reale. Moto laminare. Legge di Poiseuille. Moto turbolento. Numero di Reynold. Profili e linee di velocità e flusso. Tensione superficiale. Osmosi.
Meccanica ed emodinamica cardiocircolatoria. Richiami di fisiologia della meccanica cardiocircolatoria. La pompa cuore. Il ciclo cardiaco. Sistole e diastole. Lavoro cardiaco. Volumi, portate e pressioni cardiocircolatorie. Resistenza e inertanza. Complianza dei vasi. Proprietà meccaniche di miocardio, arterie, vene e capillari. Emodinamica del sistema cardiocircolatorio. Flusso pulsatile e continuo. Complianza arterovenosa e resistenza periferica. Precarico e postcarico. Gradiente di velocità sulla sezione di un vaso ematico: shear rate. Attrito tra lamine di fluido: shear stress. Fluidi newtoniani e non newtoniani. Viscosità del sangue ed ematocrito. Viscosità dinamica Effetto Fahraeus-Lindqvist: viscosità in relazione alla geometria dei globuli rossi e dei vasi. Distensibilità delle pareti dei vasi. Pressione transmurale. Legge di Laplace. Conseguenze dell’interazione tra distensibilità dei vasi e forza di gravità.
Modellistica della meccanica cardiocircolatoria.
Meccanica respiratoria. Nozioni di fisiologia della meccanica respiratoria. Volumi e capacità respiratorie. Le generazioni dell’albero tracheobronchiale. Resistenze e complianze polmonari. Ventilazione meccanica artificiale. Pausa postinspiratoria. Pressione di fine espirazione (PEEP). Modellistica della meccanica respiratoria.