UNITA di MISURA e DIMENSIONI delle OSSERVABILI FISICHE. UdM 1

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Cosimo Foti
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1 UNITA di MISURA e DIMENSIONI delle OSSERVABILI FISICHE UdM 1

2 Lo studio dei fenomeni naturali si basa sulle osservazioni sperimentali e richiede la misura di certe grandezze fisiche. Ai fini della misurazione di una grandezza G sono necessari una Unità di misura ad essa omogenea UG e uno Strumento G = n UG n R UdM 2

3 Le grandezze fondamentali sono: 1.lunghezza ( geometria) 2.tempo (astronomia cinematica) 3.massa ( dinamica) 4.temperatura ( termodinamica) 5.intensità di corrente elettrica ( elmgn.) 6.intensità luminosa ( ottica) 7.quantità di sostanza UdM 3

4 Le Unità di Misura del Sistema Internazionale (S.I.) sono: 1.lunghezza metro (m) 2.tempo secondi (s, non sec) 3.massa kilogrammo (kg) 4.temperatura kelvin (K, non K) 5.intensità di corrente elettrica Ampere (A) 6.intensità luminosa candela (cd) 7.quantità di sostanza mole (mol) UdM 4

5 Ordine di grandezza Prefisso Potenza di 10 Abbreviazione pico p nano 10-9 n micro 10-6 milli 10-3 m centi 10-2 c deci 10-1 d kilo 10 3 k mega 10 6 M giga 10 9 G UdM 5

6 ORDINE DI GRANDEZZA DI ALCUNE LUNGHEZZE in METRI (m) Dimensioni dell'universo Distanza della galassia più vicina Raggio della nostra galassia anno luce Sistema solare Distanza Terra-Sole 4 x 10 8 Distanza Terra-Luna 10 5 Distanza Parma - Reggio Emilia 10 2 Lunghezza di un campo da Football 10-1 Lunghezza di una matita 10-4 Spessore di un foglio di carta 10-7 Spessore di un sottile strato d'olio Raggi atomici Raggi nucleari UdM 6

7 ORDINE DI GRANDEZZA DI ALCUNE MASSE in Kg 2 x Sole 6 x Terra 6 x 10 7 Nave 8 x 10 1 Uomo 10-4 Mosca Granello di polvere Protone Elettrone UdM 7

8 ALCUNI INTERVALLI DI TEMPO in SECONDI Età della terra (3 x 10 9 anni) Dalla civiltà greca a oggi (3 x 10 3 anni) 3.1 x anno 3 x 10 3 Durata media di una lezione 1 Tempo tra due battiti del cuore 10-3 Periodo delle onde sonore 10-7 Periodo delle onde radio Vita media di alcune particelle elementari Periodo delle vibrazioni atomiche Periodo delle vibrazioni nucleari UdM 8

9 Esercizi 1. Un atleta percorre 1600 m in 4 min. Qual è la sua velocità media in km/h? 2. 1/4 di litro di un liquido pesa 0.24 kg. Qual è la sua densità in g/cm 3? ( = Massa / Vol 1 l = 1 dm 3 ) UdM 9

10 Esercizi 3. Durante un esperimento in un acceleratore circolare di raggio 1000 m i protoni compiono giri. Qual è la distanza da totale da essi coperta? In che rapporto sta con la circonferenza della terra? ( Raggio Terra = 6350 km ) UdM 10

11 Esercizi 4. Quanto impiega la luce per arrivare dal sole sulla terra? Quanta strada percorre in un ns? ( c = km/s Dist Terra-Sole 1.5 x m ) 5. Una nave spaziale viaggia alla velocità di 9/10 della vel. della luce c. Quanto tempo impiegherà per raggiungere la galassia più vicina? 6. Quante volte ha battuto il tuo cuore da quando sei nato? (1 battito/s) UdM 11

12 Esercizi 7. Quanti cm 2 vi sono in un area di 6 km 2? Quanti ettari (ha)? (1 ha = m 2 ) 8. In un pluviometro con area di base 1000 cm 2 si raccolgono 3600 cm 3 di acqua. A quanti mm di pioggia corrispondono? A quale intensità oraria se è piovuto per 30 min? E se l evento fosse durato 3 h? UdM 12

13 LUNGHEZZE pollici piedi yard miglia centimetri metri pollice (inch) x piede (foot) x yard x miglio (mile) centimetro x metro x Es. 60 ys = 60 *0.914 m = m 15 = 15 * 2.54 cm = cm UdM 13

14 TEMPERATURA Conversioni da: a: moltiplicare per grado Celsius ( C) Kelvin (K) T/K = t/ C grado Celsius ( C) grado Fahrenheit ( F) t/ F = 1.8 * t/ C + 32 grado Celsius ( C) grado centigrade ( C) 1 grado Fahrenheit ( F) grado Celsius ( C) t/ C = (t/ F - 32)/1.8 grado Fahrenheit ( F) Kelvin (K) T/K = (t/ F )/1.8 Kelvin (K) grado Celsius ( C) t/ C = T/K Es. 25 C = ( ) K = K 86 F = (86-32)/1.8 C = 30 C UdM 14

15 PRESSIONE Conversioni da: a: moltiplicare per pascal (Pa) kg / m s 2 = N / m 2 1 atmosfera (atm) pascal (Pa) 1 atm = x 10 5 Pa bar (bar) pascal (Pa) 1 bar = 10 5 Pa bar (bar) kilopascal (kpa) 1 bar = 100 kpa centimetro d'acqua (cmh 2 O) pascal (Pa) millibar (mbar) pascal (Pa) 1 mbar = 100 Pa millibar (mbar) kilopascal (kpa) 0.1 torr (Torr) pascal (Pa) millimetro di mercurio (mmhg) torr (Torr) 1 UdM 15

16 ENERGIA e POTENZA Conversioni da: a: moltiplicare per joule (J) caloria (cal) 1 J = cal caloria (cal) joule (J) 1 cal = J langley (cal/cm 2 ) J/m X 10 4 joule per secondo (J/s) watt (W) 1 calorie per min (cal/min) watt (W) x 10 2 calorie per secondo (cal/s) watt (W) kilocalorie per s (kcal/s) watt (W) X 10 3 Cavalli Vapore (CV o HP) watt (W) kilowatt ora (kw h) joule (J) 3.6 x 10 6 UdM 16

17 Approssimazione delle cifre decimali ESEMPI: Approssimare a 3 cifre decimali Per eccesso Per difetto Per convenzione dal 5 in su si approssima per eccesso UdM 17

18 Approssimazione delle cifre decimali Il risultato di una operazione deve essere approssimato allo stesso numero di cifre decimali del dato con il maggior numero di cifre decimali x 5.2 = x = / = UdM 18

19 GRANDEZZE FONDAMENTALI PER UNA CORRETTA CARATTERIZZAZIONE CLIMATICA DEL TERRITORIO - Pioggia (mm) - Temperatura dell aria ( C) - Umidità relativa (%) - Evaporazione (mm) - Radiazione solare (W/m 2 ) - Vento - intensità (m/s) - direzione ( ) UdM 19

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