LA MISURA Le grandezze fisiche e le loro

LA MISURA Le grandezze fisiche e le loro misure 1 FISICA - Prof. Massimiliano Bacchi

Le grandezze fisiche � Si può misurare la bellezza? � Si può misurare la bontà? � Si può misurare la felicità? 2 FISICA - Prof. Massimiliano Bacchi

Le grandezze fisiche � Si può misurare il peso? � Si può misurare il tempo? � Si può misurare l’altezza? 3 FISICA - Prof. Massimiliano Bacchi

Le grandezze fisiche � Tutto ciò che è misurabile è detto: UA-L 2 Par 2 pag GRANDEZZA FISICA 7 � La fisica si occupa di tutto ciò che è misurabile, ovvero di grandezze fisiche � Per misurare bisogna fare delle misure, cioè delle osservazioni quantitative � Per fare delle misure occorrono degli strumenti di misura � Occorre una unità di misura, grandezza dello stesso tipo di quella da misurare e che vale 1 4 FISICA - Prof. Massimiliano Bacchi

Le grandezze fisiche � Cosa significa MISURARE? UA-L 2 Par 2 pag 7 FISSARE UN’UNITA’ DI MISURA E VEDERE QUANTE VOLTE L’UNITA’ DI MISURA SCELTA E’ CONTENUTA NELLA GRANDEZZA FISICA DA MISURARE Es: Area di una mano � La scelta dell’unità di misura è arbitraria � Non è possibile dare una misura senza unità di misura � Misura diretta: confronto direttamente l’oggetto da misurare e la sua unità di misura 5 FISICA - Prof. Massimiliano Bacchi � Misura indiretta: deriva da calcoli matematici

Il Sistema Internazionale di misura (S. I. ) � In passato nel mondo c’erano svariate unità di misura diverse per le stesse grandezze fisiche (es: UA-L 2 lunghezza misurabile in metri, pollici, yard, cubiti, Par 3 pag 7 braccia, piedi …) � Nel 1960 nasce l’S. I. per uniformare le unità di misura � Entra in vigore solo nel 1978. Tre soli stati non Stati Uniti l’hanno adottato. Chi? Birmania Liberia 6 FISICA - Prof. Massimiliano Bacchi

Il Sistema Internazionale di misura (S. I. ) � Fissa 7 grandezze fisiche come grandezze fondamentali (es: lunghezza, tempo, temperatura. UA-L 2 …) Par 3 pag 8 Grandezza Unità di misura Simbolo Lunghezza metro m Massa chilogrammo kg Tempo secondo s Corrente elettrica ampere A Temperatura termodinamica kelvin K Quantità di sostanza mole mol Intensità luminosa candela cd 7 FISICA - Prof. Massimiliano Bacchi

Il Sistema Internazionale di misura (S. I. ) � Tutte le altre grandezze sono dette grandezze derivate e si ottengono da quelle fondamentali tramite operazioni matematiche (moltiplicazione, UA-L 2 divisione, elevamento a potenza) Par 3 pag 8 � Esempio: � velocità = spazio (lunghezza)/tempo � area = lunghezza x lunghezza � volume = lunghezza x lunghezza � densità = massa / volume → massa / (lunghezza)3 8 FISICA - Prof. Massimiliano Bacchi

Le grandezze fisiche � Come 1. 2. 3. Si indica il “nome” della grandezza fisica seguito da un = (es: la lunghezza si può indicare con l, la massa con m, il tempo con t) Dopo l’uguale si scrive il valore della misura effettuata Dopo la misura si riporta l’unità di misura (simbolo) Esempio: la lunghezza. NO di un banco è 130 centimetri NO � � 9 si scrive una misura? � 130 centimetri a = 130 a = cm 130 a = 130 cm NO SI’ FISICA - Prof. Massimiliano Bacchi

Misure di lunghezza � L’unità di misura della lunghezza è il UA-L 2 metro (m) Par 4 pag 8 � Metro: (fine ‘ 700) quarantamilionesima parte della lunghezza del meridiano terrestre. Il metro campione è una sbarra di platino-iridio con incise due tacche conservata nel Museo di Sèvres (Parigi) � Nel 1983 nuova definizione del metro: “distanza percorsa dalla luce in 1/299. 792. 458 di secondo” cioè circa in un trecentomilionesimo di secondo 10 FISICA - Prof. Massimiliano Bacchi

Misure di lunghezza � Stima anno-luce: “distanza percorsa dalla luce in un anno” �c ≈ 300. 000 km/s � t (secondi in un anno) ≈ 60 s x 60 min x 24 h x 365 d ≈ ? t ≈ 31. 536. 000 s Anno luce = c∙t ≈ 9. 450. 000 km = 9. 450. 000 m � Galassia di Andromeda dista da noi circa 2, 5 milioni di anni-luce. Quanti metri sono? UA-L 2 6 pag L = 236. 520. 000 m Par 10 � Piccole misure usiamo i sottomultipli: centimetro, millimetro, micrometro, nanometro, … � 11 Grandi misure usiamo multipli: kilometro FISICA i- Prof. Massimiliano Bacchi

Multipli e sottomultipli UA-L 2 Par 6 pag 10 �A 12 noi basta conoscere dal nano al giga FISICA - Prof. Massimiliano Bacchi

Misure di aree e volumi � L’area è una grandezza derivata (lunghezza x UA-L 2 lunghezza) e la sua unità di misura è il m 2 Par 4 pag 8 -9 � Nelle equivalenze la virgola si sposta di due posizioni alla volta (10 m 2 = 1000 dm 2) � Il volume è una grandezza derivata (lunghezza x lunghezza) e la sua unità di misura è il m 3 � Nelle equivalenze la virgola si sposta di tre posizioni alla volta (1 cm 3 = 0, 000001 m 3) � Misura del volume di corpi irregolari con il metodo dell’immersione 13 FISICA - Prof. Massimiliano Bacchi

Il volume in cucina � In cucina spesso si usa un’unità di misura che non fa parte del Sistema Internazionale per esprimere il volume di liquidi e gas: Il LITRO (L) UA-L 2 3 � Un litro è uguale a 1 dm Par 4 pag 9 � Sono molto usati alcuni multipli e sottomultipli del litro 100 L 1 ettolitro 1 h. L 10 L 1 decalitro 1 da. L 0, 1 L 1 decilitro 1 d. L 0, 01 L 1 centilitro 1 c. L 0, 001 L 1 millilitro 1 L 14 1 m. L FISICA - Prof. Massimiliano Bacchi

Il volume in cucina � Vediamo equivalenze fra i multipli e i sottomultipli del litro e del metro cubo � 1 L = 1 dm 3 = 1000 cm 3 = 0, 001 m 3 � 1 d. L = 0, 1 dm 3 = 100 cm 3 = 0, 0001 m 3 � 1 c. L = 0, 01 dm 3 = 10 cm 3 = 0, 00001 m 3 � 1 m. L = 0, 001 dm 3 = 1 cm 3 = 0, 000001 m 3 15 FISICA - Prof. Massimiliano Bacchi

La massa indica quanta materia c’è in un corpo. Par. UA-L 2 5 pag 9 � L’unità di misura è il chilogrammo (kg) � La massa è una proprietà intrinseca del corpo, non dipende dalle condizioni in cui si trova il corpo (es: stessa ma peso diverso sulla Luna) � La massa si conserva � IMPORTANTE! Non si confonda la massa (quantità di materia di un corpo) con il peso (forza con la quale Bilancia a due piatti. un pianeta attira a sé una massa) Confronta una massa � Quale strumento di misura ignota con una nota. occorre per misurare una massa? La bilancia ad un � La 16 FISICA - Prof. Massimiliano Bacchi piatto misura un peso

La massa � L’unità di misura della massa kilogrammo (kg) è definita come la massa di un cilindro di platino-iridio di diametro 39 mm e altezza 39 mm conservato nel Museo di Sèvres, a Parigi (massa campione) 17 FISICA - Prof. Massimiliano Bacchi

Differenza massa peso � Il peso è la forza con la quale un pianeta (Terra) attira verso di se un corpo. L’unità di misura delle forze è il Newton (N) � Le bilance da casa e da cucina misurano quindi con quale forza la Terra attira verso il basso il corpo � Perché allora usano come unità di misura il kg e non il N? � Perché da sempre nella vita quotidiana si è confusa la massa con il peso, quindi si è deciso per semplicità di non modificare le scale delle bilance � Indirettamente quindi le bilance ad un piatto indicano la massa del corpo che le comprime con una certa forzapeso sulla Terra � Sulla Luna però la massa non cambia ma il peso sì, quindi che dovrebbe 18 la bilancia indica la massa FISICA - Prof. Massimiliano Bacchi avere il corpo per applicare sulla bilancia quel peso (un sesto che sulla

La densità Volumi uguali ma masse diverse UA-L 2 Par 5 pag 10 Per avere masse uguali devo variare i volumi � Massa e volume sono direttamente proporzionali densità 19 FISICA - Prof. Massimiliano Bacchi

La densità � La densità aumenta all’aumentare della massa e diminuisce all’aumentare del volume � Qual è l’unità di misura? � La densità è una caratteristica intrinseca di una sostanza � I solidi sono più densi dei liquidi che sono più densi dei gas 20 FISICA - Prof. Massimiliano Bacchi

La densità � Formule inverse: � Come si trova la massa? � Come 21 si trova il volume? FISICA - Prof. Massimiliano Bacchi

Caratteristiche strumenti di misura � Ogni strumento di misura ha 2 caratteristiche fondamentali: � Portata: il massimo valore che lo strumento può misurare � Sensibilità: UA-L 2 Par 7 pag 11 15 cm variazione minima che lo strumento è in grado di misurare. È la differenza fra due tacche successive 1 mm 1 kg 22 FISICA - Prof. Massimiliano Bacchi 160 kg

Caratteristiche strumenti di misura 23 FISICA - Prof. Massimiliano Bacchi

La notazione scientifica � Numeri molto grandi o molto piccoli sono “scomodi” UA-L 2 da scrivere e da usare nei calcoli Par 1 pag 5 Anno luce ≈ 9. 450. 000 m Tempo necessario alla luce a percorrere un metro =1/299. 792. 458 s ≈ 0, 0000333564 s ly =9. 450. 000 m = 9, 45 x 1015 m t = 0, 0000333564 s = 3, 33564 x 10 -9 s 24 FISICA - Prof. Massimiliano Bacchi

La notazione scientifica � Notazione scientifica: un numero è scritto come prodotto fra un numero compreso fra 1 e 10 (coefficiente) moltiplicato per una potenza di 10 � Sposto la virgola fino ad avere una sola cifra ≠ 0 a sinistra della virgola stessa. L’esponente di 10 è uguale al numero di spostamenti della virgola (+ se virgola a sinistra, - se a destra) • Esempi ? ? 25 FISICA - Prof. Massimiliano Bacchi

La notazione scientifica � Operazioni • con la notazione scientifica: Moltiplicazione e divisione UA-L 2 Par 1 pag 6 Si moltiplicano i coefficienti, le potenze di 10 e le unità di misura Si dividono i coefficienti, le potenze di 10 e le unità di misura • Addizione e sottrazione Se potenze di 10 uguali si sommano (sottraggono) i coefficienti Se potenze di 10 diverse prima si rendono uguali , poi si fa come sopra 26 FISICA - Prof. Massimiliano Bacchi

Approssimazioni � Si può approssimare (arrotondare) un numero per difetto o per eccesso � Difetto: Approssimo 345, 56128 a tre cifre decimali; guardo la quarta cifra decimale e vedo che vale 2. Allora: 345, 56128 ≈ 345, 561 � Eccesso: Approssimo 345, 56128 a quattro cifre decimali; guardo la quinta cifra decimale e vedo che vale 8. Allora: 345, 56128 ≈ 345, 5613 � Se la cifra dopo quella a cui voglio approssimare è minore di 5, si approssima per difetto. Se invece è maggiore o uguale a 5 si approssima per eccesso 27 FISICA - Prof. Massimiliano Bacchi