INTRODUZIONE GRANDEZZE FISICHE GRANDEZZE FISICHE

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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). GRANDEZZE FISICHE 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. LEGGI FISICHE 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.

2 La scienza studia fenomeni riproducibili. La scienza studia fenomeni riproducibili. La descrizione di di un fenomeno deve essere eseguita in in termini di di grandezze fisiche oggettivamente misurabili. Un affermazione ha valore scientifico se può essere verificata da un elevato numero di di esperimenti Molti esperimenti possono verificare un affermazione scientifica, un solo esperimento può confutarla I I processi che hanno luogo nell organismo umano non sono rigorosamente riproducibili, perché ogni essere vivente è unico. Tali processi possono essere descritti e compresi in in termini delle leggi della biologia, della chimica e della fisica in in modo che il il medico e l infermiere siano in in grado di di comprendere con consapevolezza i i problemi del malato. Tutte le le osservazioni e gli esperimenti eseguiti nei laboratori e nei reparti di di degenza hanno prodotto una vasta informazione utile per spiegare i i fenomeni osservati e prevederne altri.

3 METODO SPERIMENTALE METODO SPERIMENTALE Durante i i suoi studi sulla caduta dei gravi, Galileo osservava: Ma di di tali accidenti di di gravità, velocità ed ed anco di di figura, come variabili in in modi infiniti, non si si può dar ferma scienza: e però, per poter scientificamente trattare cotal materia, bisogna astrar da da essi e ritrovate e dimostrate le le conclusioni astratte da da gli gli impedimenti, servircene nel praticarle con quelle limitazioni che l esperienza ci ci verrà insegnando. Per la la comprensione di di un fenomeno è importante individuare i i fattori essenziali e distinguerli da quelli secondari. UNITÀ DI MISURA FONDAMENTALI UNITÀ DI MISURA FONDAMENTALI Sono scelte arbitrariamente e coerentemente in numero minimo. Le unità di misura devono essere invariabili accessibili SISTEMA INTERNAZIONALE SISTEMA INTERNAZIONALE 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

4 UNITÀ DI MISURA CAMPIONE UNITÀ DI MISURA CAMPIONE Le unità di misura campione sono conservate presso l Ufficio Internazionale di Pesi e Misure (Parigi). Ogni atomo è una riserva di unità campione naturali, più sicuro dell Ufficio Internazionale di Pesi e Misure (Parigi). LUNGHEZZA Il Il metro è la lunghezza della barra di platino-iridio, conservata presso l Ufficio Internazionale di Pesi e Misure. Esso corrisponde alla decimilionesima parte della distanza equatore polo nord. CAMPIONE ATOMICO: Il Il metro contiene lunghezze d onda della luce arancione emessa dall atomo Kr. ALCUNE MISURE DI LUNGHEZZA ALCUNE MISURE DI LUNGHEZZA Distanza della galassia Andromeda Raggio della nostra galassia Raggio della Terra Altezza del monte Everest Dimensioni di un virus Raggio dell'atomo di idrogeno Raggio del protone m m m m m m m

5 MASSA Il Il kg è la massa del cilindro di platinoiridio, conservato presso l Ufficio Internazionale di Pesi e Misure. CAMPIONE ATOMICO: Un atomo di C contiene 12 u.m.a. 1 u.m.a. = kg ALCUNE MISURE DI MASSA ALCUNE MISURE DI MASSA Nostra galassia Sole Luna Elefante Molecola di penicillina Atomo di uranio Protone kg kg kg kg kg kg kg TEMPO Qualsiasi fenomeno ciclico può essere usato per misurare il il tempo: si si contano il il numero di cicli contenuti in un dato intervallo di tempo s formano il il giorno solare medio. CAMPIONE ATOMICO: Un atomo di Cs compie oscillazioni in 1 secondo.

6 ALCUNE MISURE DI TEMPO ALCUNE MISURE DI TEMPO Età dell'universo Età della piramide di Cheope Vita media dell'uomo Lunghezza del giorno Vita media di un mesone s s s s s UNITÀ DI MISURA DERIVATE UNITÀ DI MISURA DERIVATE Le unità di misura delle altre grandezze fisiche si 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 = newton ALTRE UNITÀ DI MISURA ALTRE 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 ft (piede) = 12 in = cm 1 mi (miglio) = km = m

7 DIMENSIONI Il Il valore numerico che esprime una grandezza fisica deve essere sempre seguito dalle unità di di misura con cui esso è stato rilevato Esempi: velocità = 10 m/s = 36 km/h velocità = 10 m/s = 36 km/h densità = 1000 kg/m 3 = 1 kg/litro densità = 1000 kg/m 3 = 1 kg/litro Tali unità di di misura costituiscono le le dimensioni della grandezza fisica. Una grandezza fisica si si dice adimensioniale se il il suo valore non dipende dalle unità di di misura utilizzate. PREFISSI PER UNITÀ DI MISURA 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 PRECISIONE DI UNA MISURA PRECISIONE DI UNA MISURA Il 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 = (3.45± 0.15) m Errore assoluto: 0.15 m Errore relativo: 0.15/3.45 = 0.05 Errore percentuale: 5%

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