Che cos è la fisica?

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1 Che cos è la fisica? La fisica è una scienza che osserva il mondo che ci circonda, tenta di comprendere i fenomeni naturali e ricerca le leggi matematiche generali che li governano. Broggi: Lezione di fisica 1 1

2 Quando è nata la fisica? Consideriamo il fenomeno di caduta libera di un corpo. Analisi di Aristotele (383 a.c 322 a.c.): Tutta la materia terrestre è formata da una miscela di 4 elementi: terra, acqua, aria e fuoco. Se liberi di muoversi, i 4 elementi hanno un moto naturale verticale verso cui ciascun elemento tende. terra acqua aria fuoco La spiegazione del fenomeno data da Aristotele non è fisica intesa come scienza La scuola da Atene, Raffaello, 1510 Broggi: Lezione di fisica 1 2

3 Analisi di Galileo ( d.c.): il metodo sperimentale Osservazione del fenomeno e focalizzazione del problema Scelta e misurazione delle grandezze Formulazione di ipotesi Esperimento di verifica delle ipotesi No Ritratto di Galileo Galilei, Justus Sustermans 1636 l ipotesi è giusta? Si Formulazione della legge Broggi: Lezione di fisica 1 3

4 Perché studiare la fisica? Per curiosità e desiderio di capire il mondo Per diventare un vero professionista Per essere cittadini consapevoli.. Broggi: Lezione di fisica 1 4

5 Def: La misurazione è una determinata procedura (diretta o indiretta), effettuata con un opportuno strumento, che consente di assegnare un valore numerico e un unità di misura ad una proprietà di un corpo. Def: Le proprietà misurabili di un corpo si chiamano grandezze fisiche. Esempi di grandezze fisiche? Lunghezza Superficie Volume Massa Densità Velocità Scelta e misurazione delle grandezze Accelerazione Pressione Energia Forza Temperatura Broggi: Lezione di fisica 1 5

6 Grandezze fisiche Fondamentali (stabilite dal Sistema Internazionale) Derivate (esprimibili matematicamente in funzione di quelle fondamentali) Broggi: Lezione di fisica 1 6

7 Domanda: Con che criterio sono state scelte le grandezze fondamentali? La scelta del numero delle unità fondamentali risponde sia al criterio della indipendenza sia a quello della completezza. Indipendenza: nessuna grandezza fondamentale si può esprimere come funzione matematica delle altre. Completezza: mediante le grandezze fondamentali si possono esprimere tutte le altre grandezze (derivate). Chi, quando e perché ha effettuato tale scelta? Nel 1960 si riunì a Parigi la Conferenza Generale dei Pesi e delle Misure allo scopo di definire le grandezze fisiche fondamentali e le loro unità di misura. In tale sede fu redatto il Sistema Internazionale (SI) delle unità di misura, oggi riconosciuto e utilizzato in quasi tutti i paesi del mondo. (in Italia solo nel 1982, tramite il decreto n.802 del Presidente della Repubblica venne prescritta l introduzione e l uso del SI in tutte le attività del Paese che comportano la necessità di misurare) Broggi: Lezione di fisica 1 7

8 Digressione storica: si misurava prima della stesura del SI e, se sì, come? Broggi: Lezione di fisica 1 8

9 Broggi: Lezione di fisica 1 9

10 Esempi di unità di misura usati prima del SI: questo oggetto misura tre pollici questa stanza misura quindici piedi vorrei due salme di vino (Sicilia: salma = quantità di vino che poteva trasportare un animale da soma da 61 a 236 litri) io possiedo un campo di una giornata (1 giornata = superficie di terreno che una coppia di buoi può arare in un giorno) L estrema diversità delle unità di misura usate nel mondo insieme all aumento dei commerci tra Stati ha portato l uomo ad avere l esigenza di stabilire un unico sistema metrico universale (SI) Broggi: Lezione di fisica 1 10

11 Scelta e misurazione delle grandezze Strumenti di misura: PESAPERSONE (massa) GONIOMETRO (ampiezza angoli) CILINDRO GRADUATO (volume) CLESSIDRA (tempo) BILANCIA A DUE PIATTI (massa) TERMOMETRO (temperatura) METRO A NASTRO (lunghezza) Broggi: Lezione di fisica 1 11

12 Caratteristiche di uno strumento di misura: 1) Portata 2) Sensibilità 3) Prontezza Def. La portata di uno strumento è il massimo valore della grandezza che lo strumento è in grado di misurare. Def. La sensibilità di uno strumento è più piccola variazione del valore della grandezza che lo strumento è in grado di misurare. Def. La prontezza di uno strumento è la rapidità con cui lo strumento fornisce la misura richiesta. Broggi: Lezione di fisica 1 12

13 Esempi: Strumento di misura: RIGHELLO Grandezza da misurare: LUNGHEZZA Portata: 30 cm Sensibilità: 1 mm Prontezza: IMMEDIATA Broggi: Lezione di fisica 1 13

14 Esempi: Strumento di misura: BILANCIA PESAPERSONE Grandezza da misurare: MASSA Portata: 130 kg Sensibilità: 1 kg Prontezza: POCHI SECONDI Broggi: Lezione di fisica 1 14

15 Esempi: Strumento di misura: TACHIMETRO Grandezza da misurare: VELOCITA Portata: 220 Km/h Sensibilità: 5 Km/h Prontezza: IMMEDIATA Broggi: Lezione di fisica 1 15

16 Esempi: Strumento di misura: CILINDRO GRADUATO Grandezza da misurare: VOLUME Portata: 5 cm 3 Sensibilità: 0,1 cm 3 (per volumi maggiori a 1 cm 3 ) Prontezza: IMMEDIATA Broggi: Lezione di fisica 1 16

17 Esempi: Strumento di misura: TERMOMETRO Grandezza da misurare: TEMPERATURA Portata: 42 C Sensibilità: 1 C (per temperature maggiori a 34 C ) Prontezza: 5 MINUTI (almeno) Broggi: Lezione di fisica 1 17