MECC 02 SISTEMI DI MISURA
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- Alessandro Paolo Antonella
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1 SISTEMI DI MISURA UN SISTEMA DI MISURA PUÒ CONSIDERARSI UN RIFERIMENTO CHE OFFRE LE INDICAZIONI NECESSARIE PER IDENTIFICARE CORRETTAMENTE ED UNIVOCAMENTE LE UNITÀ DI MISURA DA ADOTTARE PER LE VARIE GRANDEZZE CHE INTERVENGONO NEI DIVERSI CAMPI DI APPLICAZIONE TECNICO-SCIENTIFICA, NONCHÉ NELLE BANALI ATTIVITÀ QUOTIDIANE. 1
2 GRANDEZZE UNA GRANDEZZA È UN'ENTITÀ FISICA SUSCETTIBILE DI ESSERE MISURATA O VALUTATA AL FINE DI POTER QUANTIFICARE IN MANIERA UNIVOCA UNA GRANDEZZA, È NECESSARIO ADOTTARE DELLE CONVENZIONI CHE PERMETTANO DI RICONOSCERE INEQUIVOCABILMENTE LE QUANTITÀ IN GIOCO STABILITA UN'UNITÀ DI MISURA, SARÀ QUINDI POSSIBILE DETERMINARE LA MISURA DELLA GRANDEZZA CONSIDERATA EFFETTUANDO IL RAPPORTO FRA LA GRANDEZZA DA MISURARE E L'UNITÀ DI MISURA ASSUNTA: AD ESEMPIO SE LA LUNGHEZZA DI UN TAVOLO È DI 3,5M, SIGNIFICA CHE L'UNITÀ DI MISURA (METRO) È CONTENUTA IN ESSA 3,5 VOLTE. 2
3 TIPI DI GRANDEZZE FONDAMENTALI DERIVATE UN SISTEMA DI MISURA CONSIDERA ALCUNE GRANDEZZE COME FONDAMENTALI E STABILISCE LE CORRISPONDENTI UNITÀ DI MISURA DA ADOTTARE. LE RESTANTI GRANDEZZE, DEFINITE DA TALE SISTEMA DERIVATE, SARANNO ESPRESSE IN FUNZIONE DELLE FONDAMENTALI. LUNGHEZZA METRO (m) U.M. FONDAMENTALE TEMPO SECONDO (s) U.M. FONDAMENTALE VELOCITÀ METRI AL SECONDO (m/s) U.M. DERIVATA VELOCITÀ=LUNGHEZZA/TEMPO 3
4 TIPI DI GRANDEZZE SCALARI GRANDEZZE PER LE QUALI È SUFFICIENTE FORNIRE IL VALORE DELL UNITÀ DI MISURA (INTENSITÀ) AFFINCHÈ SIANO UNIVOCAMENTE DETERMINATE CON TALI GRANDEZZE SI OPERA UTILIZZANDO LE NORMALI OPERAZIONI ALGEBRICHE VETTORIALI GRANDEZZE PER LE QUALI OCCORRE FORNIRE, OLTRE ALL INTENSITÀ, ALTRI PARAMETRI QUALI DIREZIONE E VERSO PER LA LORO UNIVOCA DETERMINAZIONE PER OPERARE CON TALI GRANDEZZE È NECESSARIO UTILIZZARE PARTICOLARI FORME DI CALCOLO DENOMINATE OPERAZIONI VETTORIALI LUNGHEZZA METRO (m) GRANDEZZA SCALARE TEMPO SECONDO (s) GRANDEZZA SCALARE FORZA NEWTON (N) GRANDEZZA VETTORIALE CAMPO MAGNETICO TESLA GRANDEZZA VETTORIALE 4
5 SISTEMA INTERNAZIONALE È IL SISTEMA DI MISURA ATTUALMENTE UTILIZZATO PER EFFETTO DELLE DIRETTIVE COMUNITARIE EUROPEE 71/334/CEE E 76/770/CEE. IN BASE A TALI PRESCRIZIONI GLI STATI MEMBRI LO RENDONO OBBLIGATORIO ENTRO IL '78 E VIETANO L'UTILIZZO DI ALTRI SISTEMI OLTRE IL TALE SISTEMA STABILISCE SETTE GRANDEZZE FONDAMENTALI E DUE SUPPLEMENTARI. LE GRANDEZZE FONDAMENTALI SONO STABILITE SULLA BASE DI CONSIDERAZIONI DI CARATTERE SCIENTIFICO O IN BASE A CRITERI CONVENZIONALI E DI ESSE ESISTONO I CAMPIONI DEPOSITATI. LE UNITÀ FONDAMENTALI CHE MAGGIORMENTE INTERESSANO LA MECCANICA SONO IL METRO, IL KILOGRAMMO (MASSA) E IL SECONDO. 5
6 SISTEMA INTERNAZIONALE Tabella 1: Grandezze fondamentali e supplementari del SI grandezze fondamentali unità di misura simbolo lunghezza metro m massa kilogrammo kg tempo secondo s intensità di corrente elettrica ampere A temperatura termodinamica grado kelvin K quantità di sostanza mole mol intensità luminosa candela cd grandezze supplementari unità di misura simbolo angolo piano radiante rad angolo solido steradiante sr 6
7 ALTRI SISTEMI DI MISURA SISTEMA TECNICO Grandezze fondamentali del Sistema Tecnico lunghezza metro m forza kilogrammo-forza kg f tempo secondo s temperatura grado Kelvin K 7
8 LA FORZA NEL S.I. DEFINIZIONE DI FORZA SECONDO IL PRINCIPIO FONDAMENTALE DELLA DINAMICA F = m a UNITÀ DI MISURA DELLA FORZA SECONDO IL SI: NEWTON (N) SOSTITUENDO ALLE GRANDEZZE LE RISPETTIVE UNITÀ DI MISURA SI OTTIENE LA DEFINIZIONE DEL NEWTON 1N = 1kg 1m / s IL NEWTON È LA FORZA CHE, APPLICATA AL CORPO DI MASSA UNITARIA, NE DETERMINA UNA ACCELERAZIONE UNITARIA 2 8
9 LA FORZA NEL SISTEMA TECNICO NEL SISTEMA TECNICO LA FORZA È UNA GRANDEZZA FONDAMENTALE UNITÀ DI MISURA DELLA FORZA SECONDO IL SISTEMA TECNICO: KILOGRAMMO-FORZA (kg f ) ANCHE DENOMINATO KILOGRAMMO-PESO O KILO-POND (kg p ) F DEFINIZIONE DI KILOGRAMMO-FORZA (O KILOGRAMMO-PESO): = m a Nel caso della forza peso si ha: P = m g SOSTITUENDO ALLE GRANDEZZE LE RISPETTIVE UNITÀ DI MISURA SI OTTIENE LA DEFINIZIONE DEL KILOGRAMMO-PESO: 1kg P = 1kgmassa 9,81m / s IL kg p È LA FORZA CHE, APPLICATA AL CORPO DI MASSA UNITARIA, NE DETERMINA UNA ACCELERAZIONE PARI A QUELLA DI GRAVITÀ 2 9
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