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

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1 LA MISURA Le grandezze fisiche e le loro isure 1

2 Le grandezze fisiche Si può isurare la bellezza? Si può isurare la bontà? Si può isurare la felicità? 2

3 Le grandezze fisiche Si può isurare il peso? Si può isurare il tepo? Si può isurare l altezza? 3

4 Le grandezze fisiche Tutto ciò che è isurabile è detto: GRANDEZZA FISICA Par 2 pag 7 La fisica si occupa di tutto ciò che è isurabile, ovvero di grandezze fisiche Per isurare bisogna fare delle isure, cioè delle osservazioni quantitative Per fare delle isure occorrono degli struenti di isura Occorre una unità di isura, grandezza dello stesso tipo di quella da isurare e che vale 1 4

5 Le grandezze fisiche Cosa significa MISURARE? Par 2 pag 7 5 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 ano La scelta dell unità di isura è arbitraria Non è possibile dare una isura senza unità di isura Misura diretta: confronto direttaente l oggetto da isurare e la sua unità di isura Misura indiretta: deriva da calcoli ateatici effettuati su isure dirette

6 Il Sistea Internazionale di isura (S.I.) In passato nel ondo c erano svariate unità di isura diverse per le stesse grandezze fisiche (es: lunghezza isurabile in etri, pollici, yard, cubiti, braccia, piedi ) Nel 1960 nasce l S.I. per uniforare le unità di isura Entra in vigore solo nel Tre soli stati non l hanno adottato. Chi? Par 3 pag 7 Stati Uniti Birania Liberia 6

7 Il Sistea Internazionale di isura (S.I.) Fissa 7 grandezze fisiche coe grandezze fondaentali (es: lunghezza, tepo, teperatura ) Grandezza Unità di isura Sibolo Lunghezza etro Massa chilograo kg Tepo secondo s Corrente elettrica apere A Teperatura terodinaica kelvin K Quantità di sostanza ole ol Intensità luinosa candela cd Par 3 pag 8 7

8 Il Sistea Internazionale di isura (S.I.) Tutte le altre grandezze sono dette grandezze derivate e si ottengono da quelle fondaentali traite operazioni ateatiche (oltiplicazione, divisione, elevaento a potenza) Esepio: velocità = spazio (lunghezza)/tepo area = lunghezza x lunghezza volue = lunghezza x lunghezza x lunghezza densità = assa / volue assa / (lunghezza) 3 Par 3 pag 8 8

9 Le grandezze fisiche Coe si scrive una isura? 1. Si indica il noe della grandezza fisica seguito da un = (es: la lunghezza si può indicare con l, la assa con, il tepo con t) 2. Dopo l uguale si scrive il valore della isura effettuata 3. Dopo la isura si riporta l unità di isura (sibolo) Esepio: la lunghezza di un banco è 130 centietri 130 centietri a = 130 a = c130 a = 130 c NO NO NO SI 9

10 Misure di lunghezza L unità di isura della lunghezza è il etro () Par 4 pag 8 Metro: (fine 700) quarantailionesia parte della lunghezza del eridiano terrestre. Il etro capione è una sbarra di platino-iridio con incise due tacche conservata nel Museo di Sèvres (Parigi) Nel 1983 nuova definizione del etro: distanza percorsa dalla luce in 1/ di secondo cioè circa in un trecentoilionesio di secondo 10

11 Misure di lunghezza Stia anno-luce: distanza percorsa dalla luce in un anno c k/s t (secondi in un anno) 60 s x 60 in x 24 h x 365 d? t s Anno luce = c t k = Galassia di Androeda dista da noi circa 2,5 ilioni di anni-luce. Quanti etri sono? L = Piccole isure usiao i sottoultipli: centietro, illietro, icroetro, nanoetro, Par 6 pag 10 Grandi isure usiao i ultipli: kiloetro (chiloetro), ettoetro, 11

12 Multipli e sottoultipli Par 6 pag 10 A noi basta conoscere dal nano al giga 12

13 Misure di aree e volui L area è una grandezza derivata (lunghezza x lunghezza) e la sua unità di isura è il 2 Nelle equivalenze la virgola si sposta di due posizioni alla volta (10 2 = 1000 d 2 ) Il volue è una grandezza derivata (lunghezza x lunghezza x lunghezza) e la sua unità di isura è il 3 Nelle equivalenze la virgola si sposta di tre posizioni alla volta (1 c 3 = 0, ) Misura del volue di corpi irregolari con il etodo dell iersione Par 4 pag

14 Il volue in cucina In cucina spesso si usa un unità di isura che non fa parte del Sistea Internazionale per espriere il volue di liquidi e gas: Il LITRO (L) Un litro è uguale a 1 d L 1d Sono olto usati alcuni ultipli e sottoultipli del litro 100 L 1 ettolitro 1 hl 10 L 1 decalitro 1 dal 1 L 0,1 L 1 decilitro 1 dl 0,01 L 1 centilitro 1 cl 0,001 L 1 illilitro 1 L Par 4 pag 9 14

15 Il volue in cucina Vediao equivalenze fra i ultipli e i sottoultipli del litro e del etro cubo 1 L = 1 d 3 = 1000 c 3 = 0, dl = 0,1 L = 0,1 d 3 = 100 c 3 = 0, cl = 0,01 L = 0,01 d 3 = 10 c 3 = 0, L = 0,001 L = 0,001 d 3 = 1 c 3 = 0,

16 La assa La assa indica quanta ateria c è in un corpo L unità di isura è il chilograo (kg) La assa è una proprietà intrinseca del corpo, non dipende dalle condizioni in cui si trova il corpo (es: stessa assa a peso diverso sulla Luna) La assa si conserva IMPORTANTE! Non si confonda la assa (quantità di ateria di un corpo) con il peso (forza con la quale un pianeta attira a sé una assa) Quale struento di isura occorre per isurare una assa? Par 5 pag 9 Bilancia a due piatti. Confronta una assa ignota con una nota. La bilancia ad un piatto isura un peso 16

17 La assa L unità di isura della assa kilograo (kg) è definita coe la assa di un cilindro di platino-iridio di diaetro 39 e altezza 39 conservato nel Museo di Sèvres, a Parigi (assa capione) 17

18 Differenza assa peso Il peso è la forza con la quale un pianeta (Terra) attira verso di se un corpo. L unità di isura delle forze è il Newton (N) Le bilance da casa e da cucina isurano quindi con quale forza la Terra attira verso il basso il corpo Perché allora usano coe unità di isura il kg e non il N? Perché da sepre nella vita quotidiana si è confusa la assa con il peso, quindi si è deciso per seplicità di non odificare le scale delle bilance Indirettaente quindi le bilance ad un piatto indicano la assa del corpo che le coprie con una certa forza-peso sulla Terra Sulla Luna però la assa non cabia a il peso sì, quindi la bilancia indica la assa che dovrebbe avere il corpo per applicare sulla bilancia quel peso (un sesto che sulla Terra) 18

19 La densità Volui uguali a asse diverse Par 5 pag 10 Per avere asse uguali devo variare i volui Massa e volue sono direttaente proporzionali costante d densità V V 19

20 La densità La densità auenta all auentare della assa e diinuisce all auentare del volue d V Qual è l unità di isura? unità di isura della densità [ d] unità unità kg 3 isura isura della assa del volue La densità è una caratteristica intrinseca di una sostanza I solidi sono più densi dei liquidi che sono più densi dei gas di di 20

21 La densità 21 Forule inverse: Coe si trova la assa? Coe si trova il volue? V V d V d V d V d V d d d V d V V d

22 Caratteristiche struenti di isura Ogni struento di isura ha 2 caratteristiche fondaentali: Portata: il assio valore che lo struento può isurare Par 7 pag c 160 kg Sensibilità: variazione inia che lo struento è in grado di isurare. È la differenza fra due tacche successive 1 1 kg 22

23 Caratteristiche struenti di isura 23

24 La notazione scientifica Nueri olto grandi o olto piccoli sono scoodi da scrivere e da usare nei calcoli Par 1 pag 5 Anno luce Tepo necessario alla luce a percorrere un etro =1/ s 0, s ly = = 9,45 x t = 0, s = 3,33564 x 10-9 s 24

25 La notazione scientifica Notazione scientifica: un nuero è scritto coe prodotto fra un nuero copreso fra 1 e 10 (coefficiente) oltiplicato 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 nuero di spostaenti della virgola (+ se virgola a sinistra, - se a destra) Esepi , ,

26 4,210 La notazione scientifica Operazioni con la notazione scientifica: 5 Moltiplicazione e divisione 2, (4,2 2,5) (10 10 ) ( ) ,5 10 Par 1 pag ,0510 4,210 5 Si oltiplicano i coefficienti, le potenze di 10 e le unità di isura Addizione e sottrazione 2,5 10 1, kg kg 3 1, ,210 kg Si dividono i coefficienti, le potenze di 10 e le unità di isura 5 2 kg 3 kg ( 4,2 2,5) , kg Se potenze di 10 uguali si soano (sottraggono) i coefficienti 4, , , (420 2,5) ,510 3 Se potenze di 10 diverse pria si rendono uguali, poi si fa coe sopra 4,

27 Approssiazioni Si può approssiare (arrotondare) un nuero per difetto o per eccesso Difetto: Approssio 345,56128 a tre cifre deciali; guardo la quarta cifra deciale e vedo che vale 2. Allora: 345, ,561 Eccesso: Approssio 345,56128 a quattro cifre deciali; guardo la quinta cifra deciale e vedo che vale 8. Allora: 345, ,5613 Se la cifra dopo quella a cui voglio approssiare è inore di 5, si approssia per difetto. Se invece è aggiore o uguale a 5 si approssia per eccesso 27