METODO SPERIMENTALE. Per la comprensione di un fenomeno è importante individuare i fattori essenziali e distinguerli da quelli secondari.

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Teresa Bernasconi
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1 INTRODUZIONE Scopo della Fisica è quello di fornire una descrizione quantitativa di tutti i fenomeni naturali, individuandone le proprietà significative (grandezze fisiche) ed analizzandone la loro interdipendenza (leggi fisiche). 1

2 GRANDEZZE FISICHE La grandezza fisica è una proprietà suscettibile di una definizione operativa, cioè di un procedimento atto a misurarne l'entità dal confronto con una unità di misura. 2

3 LEGGI FISICHE La legge fisica è una relazione fra diverse grandezze fisiche stabilita da esperimenti o da deduzioni teoriche, suscettibile di essere verificata o confutata da altri esperimenti. 3

astrar da essi e ritrovate e dimostrate le conclusioni astratte da gli impedimenti, servircene nel praticarle con quelle limitazioni che l

4 METODO SPERIMENTALE Durante i suoi studi sulla caduta dei gravi, Galileo osservava: Ma di tali accidenti di gravità, velocità ed anco di figura, come variabili in modi infiniti, non si può dar ferma scienza: e però, per poter scientificamente trattare cotal materia, bisogna astrar da essi e ritrovate e dimostrate le conclusioni astratte da gli impedimenti, servircene nel praticarle con quelle limitazioni che l esperienza ci verrà insegnando. Per la comprensione di un fenomeno è importante individuare i fattori essenziali e distinguerli da quelli secondari. 4

5 UNITÀ DI MISURA FONDAMENTALI Sono scelte arbitrariamente e coerentemente in numero minimo. Le unità di misura devono essere ü invariabili ü accessibili 5

6 SISTEMA INTERNAZIONALE (S.I.) Lunghezza metro (m) Massa kilogrammo (kg) Tempo secondo (s) Temperatura kelvin (K) Quantità di sostanza mole (mol) Intensità di corrente elettrica ampère (A) Intensità luminosa candela (cd) Il Sistema Internazionale è anche detto Sistema M.K.S. 6

LUNGHEZZA Il metro è la lunghezza del tragitto percorso dalla luce nel vuoto durante un intervallo di tempo di 1/299 792 458 di secondo.

7 LUNGHEZZA Il metro è la lunghezza del tragitto percorso dalla luce nel vuoto durante un intervallo di tempo di 1/ di secondo. Distanza della galassia Andromeda m Raggio della nostra galassia m Raggio della Terra m Altezza del monte Everest m Dimensioni di un virus m Raggio dell'atomo di idrogeno m Raggio del protone m 7

8 MASSA Il kg è la massa di un cilindro di platino-iridio, conservato presso l Ufficio Internazionale di Pesi e Misure di Sèvres (FR). Nostra galassia kg Sole kg Luna kg Elefante kg Molecola di penicillina kg Atomo di uranio kg Protone kg 8

MASSA Per esprimere la massa di atomi (massa atomica) e molecole (massa molecolare) si utilizza solitamente l unità di massa atomica unificata (u), detta anche Dalton (Da).

9 MASSA Per esprimere la massa di atomi (massa atomica) e molecole (massa molecolare) si utilizza solitamente l unità di massa atomica unificata (u), detta anche Dalton (Da). Essa è definita come la dodicesima parte della massa di un atomo di carbonio 12. In passato come simbolo era utilizzato l acronimo uma o amu (atomic mass unit). 1u kg 9

TEMPO Il secondo è la durata di 9 192 631 770 periodi della radiazione corrispondente

133. Età dell Universo 5 10 17 s Età della piramide di Cheope 1 10 11 s Vita media

10 TEMPO Il secondo è la durata di periodi della radiazione corrispondente alla transizione fra due livelli iperfini dello stato fondamentale dell atomo di cesio 133. Età dell Universo s Età della piramide di Cheope s Vita media dell uomo s Durata del giorno solare s Vita media di un mesone s 10

11 UNITÀ DI MISURA DERIVATE Le unità di misura delle altre grandezze fisiche si possono derivare da quelle fondamentali. In alcuni casi esse assumono un nome specifico, legato ad un illustre scienziato. Volume m 3 Densità kg/m 3 Velocità m/s Forza kg m/s 2 N newton 11

12 ALTRI SISTEMI DI UNITÀ DI MISURA Sistema C(entimetro) G(rammo) S(econdo) 1 m = 100 cm 1 kg = 1000 g Sistema britannico 1 in (pollice) = 2.54 cm 1 ft (piede) = 12 in = cm 1 mi (miglio terr.) = km = m 12

EQUAZIONI DIMENSIONALI Ogni grandezza fisica A può essere espressa in termini delle grandezze fondamentali L(unghezza) - M(assa) - T(empo) secondo l equazione dimensionale A [ ] = L α M

13 EQUAZIONI DIMENSIONALI Ogni grandezza fisica A può essere espressa in termini delle grandezze fondamentali L(unghezza) - M(assa) - T(empo) secondo l equazione dimensionale A [ ] = L α M β T γ dove α, β, γ sono numeri interi o frazionari, positivi, negativi o nulli.! " [area]=[l 2 M 0 T 0 ] [velocità]=[l 1 M 0 T -1 ] [densità]=[l -3 M 1 T 0 ] [forza]=[l 1 M 1 T -2 ] # $ 13

PREFISSI PER UNITÀ DI MISURA T tera 10 12 p pico 10-12 G giga 10 9 n nano 10-9 M mega 10 6 µ micro 10-6 k kilo 10 3 m milli

14 PREFISSI PER UNITÀ DI MISURA T tera p pico G giga 10 9 n nano 10-9 M mega 10 6 µ micro 10-6 k kilo 10 3 m milli 10-3 h etto 10 2 c centi 10-2 da deca 10 1 d deci m = 2.3 km g = 7 ng W = 1.5 MW s = 5 ms 14

15 PREFISSI PER UNITÀ DI MISURA 15

PRECISIONE DI UNA MISURA Il risultato di una

16 PRECISIONE DI UNA MISURA Il risultato di una misura sempre affetto da un errore, che dipende dallo strumento e dal metodo utilizzati, ma non dall imperizia dello sperimentatore, si scrive: L = (8.7±0.1) cm Errore assoluto: 0.1 cm Errore relativo: 0.1/ Errore percentuale: 1% 16

17 p d RAPPRESENTAZIONE DI UNA LEGGE FISICA Analitica p = p o + dgh : pressione atmosferica : densità dell' acqua Tabella o h (m) p (kpa) Grafica

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