LE GRANDEZZE FISICHE E LA LORO MISURA Il

LE GRANDEZZE FISICHE E LA LORO MISURA Il metodo sperimentale galileiano è fondato sui concetti di GRANDEZZA FISICA e TEORIA della MISURA Per definizione una grandezza fisica è una caratteristica di un sistema che viene completamente individuata attraverso l'operazione di misura. Tale operazione è il confronto tra la grandezza da misurare ed una grandezza ad essa omogenea che viene assunta come UNITA' DI MISURA Il risultato dell'operazione di misura è dunque un numero che esprime il rapporto g tra la grandezza G e la sua unita' di misura u. G G= g u. G In linea di principio la scelta delle unità di misura è completamente arbitraria tuttavia per motivi pratici sono stati definiti dalla comunità scientifica i sistemi di unità di misura (cgs, MKS, SI etc) all'interno dei quali alcune grandezze sono definite come fondamentali e altre come derivate Il SISTEMA INTERNAZIONALE (SI) è quello adottato ufficialmente dalla comunità internazionale. Le unità fondamentali sono : il metro m per la lunghezza il chilogrammo kg per la massa il secondo s per il tempo l'ampere A per l'intensità di corrente elettrica tutte le altre unità sono derivate da queste quattro con passaggi matematici dalle leggi fisiche le definiscono.

MISURE DIRETTE ED INDIRETTE Misura diretta: confronto di G direttamente col campione ufficiale Misure indirette: confronto con campioni omolologati (e. g. masse campione , il metro); misura attraverso strumenti (e. g. una forza F col dinamometro) attraverso il calcolo per mezzo di una legge fisica (es. F = ma) ·Una misura e' sempre affetta da errore ·Parte essenziale dell'operazione di misura e' la determinazione dell'errore ·Gli errori di misura si distinguono in ERRORI SISTEMATICI : se influenzano la misura sempre nello stesso modo, per metterli in evidenza bisogna cambiare il metodo e/o lo strumento ERRORE di SENSIBILITA’ : è determinato dalla sensibilità dello strumento cioè dalla più piccola frazione dell’unità di misura apprezzabile ( detto anche errore di lettura) ERRORI CASUALI : sono variabili in intensità e verso, dipendono da tutte le condizioni di misura non facilmente controllabili , per trattarli in modo rigoroso si usa la statistica

ERRORI di LETTURA E PROPAGAZIONE DEGLI ERRORE di LETTURA Se una misura è effettuata con uno strumento, ad essa va sempre, attribuito, un errore di lettura che dipende dalla frazion idell'unità di misura che lo strumento è in grado di apprezzare. il metro da sarta apprezza 0. 25 cm un righello 0. 5 mm un calibro 0. 05 mm N. B. IL DISCORSO VALE ANCHE PER GLI STRUMENTI CON UN DISPLAY DIGITALE PROPAGAZIONE DEGLI ERRORI : Se una misura è derivata dal calcolo attraverso una formula gli errori di lettura si propagano alla grandezza derivata ed è necessario fare il calcolo con la propagazione dell'errore. lunghezza = x+/-Dx larghezza = y+/- Dy Area = A +/-DA Dove DA= y. D X + x Dy

·Misure ripetute danno in genere valori diversi ·Per visualizzare questo fatto è opportuno fare un istogramma, che fondamentalmente è una distribuzione di probabìlità da cui deriva la necessità della statistica per determinare l’ errore e l'attendibilità della. misura ·Se le misure sono poche o non si vuole fare un'analisi accurata il valore della grandezza è dato dalla mediadelle misure e il valore dell'errore dalla semidispersione

USO DEL CALIBRO. NONIO nonio | |||||| 0123456789 nonio (fig. a) calibro (fig. b) Per effettuare rapidamente misure di spessori, o di lunghezza, di piccoli segmenti, è molto utile il calibro sul quale è generalmente montato un nonio. Il nonio consente in genere la misura del decimo dell'unità prescelta. I calibri che si trovano in commercio con il nonio incorporato sono generalmente graduati in mm pertanto con uno strumento del genere sarà possibile individuare il decimo di mm. In mancanza del calibro dette misure possono essere effettuate con un nonio costruito con due asticciole o due strisce di cartoncino. Pertanto, data una asticella la si suddivida in tante parti uguali, si prenda poi una nuova asticciola che si chiamerà nonio, e che abbia una lunghezza pari a 9 parti della precedente, e la si suddivida in dieci parti uguali (vedi fig. a; vedi anche esper. n. 63, per la suddivisione di un segmento in parti uguali). La misura di un generico segmento ST si effettuerà sovrapponendo l'asticciola graduata sul segmento stesso facendo coincidere un estremo del segmento con l'inizio della graduazione. Nel caso in figura si potrà osservare che la lunghezza di ST risulta 3 unità + una certa eccedenza. Sovrapposto ora il nonio sull'asticciola graduata in modo che l'inizio della graduazione coincida con l'altro estremo del segmento da misurare, cosa come è indicato in figura, si individui quale divisione del nonio coincida con una delle divisioni dell'asticciola. Osservato che la divisione coincidente è la sesta tacca del nonio si potrà concludere che la lunghezza del segmento ST è 3, 6 unità. Per comprendere il funzionamento del nonio conviene misurare successivamente segmenti che differiscano di 1, 2, 3, 4. . decimi dalle unità intere indicate nel- l'asticciola. Volendo realizzare un nonio che consenta la determinazione del decimo di mm conviene usare come asticciola di base un doppio decimetro graduato in mm. Realizzato poi un cartoncino sul bordo del quale si effettui la suddivisione di un segmento, lungo 9 mm, in dieci parti, ed eliminata la porzione eccedente oltre l'origine della graduazione disegnata, si avrà a disposizione il nonio cercato.