Dimensioni Unità di misura. Lezione di fisica

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1 Dimensioni Unità di misura Lezione di fisica

2 Argomenti della lezione Grandezze fisiche Dimensioni Unità di misura Il sistema internazionale - SI Taratura Le misure La

3 Fisica, dall antico greco φύσις, è lo studio della natura con il metodo scientifico. Il metodo scientifico, elaborato da Galileo Galilei (Pisa 15/02/1564 Arcetri 08/01/1642) consiste nell osservazione e nello studio di fenomeni misurabili, seguiti poi dalla formulazione di ipotesi e teorie più generali, spesso sotto forma di leggi universali, da sottoporre al vaglio ulteriori esperimenti per provarne la correttezza. La

4 Lo studio della fisica si estende dall infinitamente piccolo le particelle subnucleari all infinitamente grande l universo ed oltre. Si incontreranno moltissime sorprese la prima delle quali è che per capire l infinitamente grande, si deve conoscere l infinitamente piccolo, poiché le stelle e l universo sono soggetti alle stesse leggi della fisica nucleare. Quali pensieri vi induce tutto ciò? La

5 L osservazione della natura φύσις induce a pensare che essa sia retta da leggi precise e rigorose. L universo conosciuto I numeri di fibonacci Esiste un innata volontà di conoscere e di capire utilizzando la ragione, coltivata fin dai tempi di Talete di Mileto ( a.c.), che transitò la cultura occidentale dalla mitologia alla scienza. Conoscete il mito (µῦθος=favola) della caverna di Platone? La

6 Grandezze fisiche Le percezioni dei nostri sensi ci aiutano nello studio della fisica: Caldo / freddo Pesante / leggero Grande / piccolo Rapido / lento Ricordate che se non si può misurare non si può controllare e quindi non si può adottare il metodo scientifico.

7 Grandezze fisiche Volendo adottare il metodo scientifico le percezioni non bastano, poiché sono soggettive, cioè sono relative a chi osserva il fenomeno. È necessario avere rilevazioni oggettive, cioè uguali per tutti, sempre e dovunque. Allora è necessario innanzitutto definire le grandezze fisiche da misurare, cioè il tipo dei dati da registrare nell osservazione dei fenomeni.

8 Grandezze fisiche Sono state definite sette grandezze fondamentali, dalle quali si possono derivare tutte le altre. Massa Lunghezza Temperatura Intensità di corrente elettrica Intensità luminosa Intervallo di tempo Quantità di sostanza [M] [L] [T] [I] [Il] [t] [Qs]

9 Grandezze fisiche Ad esse sono associate le unità di misura; per ragioni storiche esistono molti sistemi di misura. ma quello in uso è il S.I. Massa [M] chilogrammo Kg Lunghezza [L] metro m Temperatura [T] grado Kelvin K Int. Corrnte elett. [Q] ampere A Intensità luminosa [Il] candela cd Intervallo di tempo [t] secondo s Quantità di sostanza [Qs] mole mol

10 Grandezze fisiche: massa L unità di misura della massa, definita nel 1901, è il chilogrammo [Kg]. Vale 1 [Kg] la massa del campione di Pt-Ir conservato a Sèvres (F). Questo campione è stato preparato prendendo come riferimento 1/1000 della massa di H 2 O contenuta in un cubo di 1 [m] di lato.

11 Grandezze fisiche: metro Il metro [m] è l unità di misura della lunghezza; è definito come lo spazio percorso nel vuoto dalla luce in un tempo t=1/c, dovec=2, [m/s]. (basta ricordare che c [m/s])

12 Grandezze fisiche: tempo L unità di misura del tempo* è il secondo [s]; si definisce la durata di periodi della radiazione corrispondente alla transizione tra due livelli iperfini, da (F=4, MF=0) a (F=3, MF=0), dello stato fondamentale dell'atomo di 133 Cs. * È più corretto dire: intervallo di tempo.

13 Grandezze fisiche: massa L unità di misura della massa, definita nel 1901, è il chilogrammo [Kg]. Vale 1 [Kg] la massa del campione di Pt-Ir conservato a Sèvres (F). Questo campione è stato preparato prendendo come riferimento 1/1000 della massa di H 2 O contenuta in un cubo di 1 [m] di lato.

14 Grandezze fisiche: temperatura L unità di misura della temperatura è il grado kelvin [ K], pari a 1/273,16 della temperatura termodinamica del punto triplo dell acqua. In precedenza si definiva il grado kelvin pari al grado centigrado, che a sua volta è la 100 parte dell intervallo di temperatura tra il ghiaccio fondente e l acqua bollente in condizioni di pressione normali (1 atm).

15 Grandezze fisiche: int. di corrente l ampere [A] è l unità di misura dell intensità di corrente elettrica, definita come quella quantità di corrente costante che percorrendo due fili conduttori paralleli indefiniti distanti tra loro 1 [m] e posti nel vuoto, causa tra di essi una forza di 2, [N] per ogni metro.

16 Grandezze fisiche: int. luminosa L unità di misura dell intensità luminosa è la candela [cd], definita come l intensità luminosa di una sorgente che emette una radiazione monocromatica di frequenza pari a [Hz], la cui intensità energetica è pari a 1/683 [W/sr] (watt/steriradiante).

17 Grandezze fisiche: quant. sostanza L unità di misura della quantità di sostanza è la mole [mol], definita come quella quantità di materia che contiene tante entità elementari (atomi o molecole) quanti sono gli atomi in [Kg] di 12 C. Questo numero è noto come numero di Avogadro e vale 6,

18 Grandezze fisiche Talvolta, per ragioni pratiche, si usano i multipli o i sotto multipli dell unità di misura; i seguenti prefissi danno significato all ordine di grandezza. È bene abituarsi anche alla notazione scientifica. Ad esempio: 400 = = 1, ,00270 = 2,7 10-3

19 Grandezze fisiche Prefisso Valore Prefisso Valore yocto deca zepto etto atto kilo femto mega pico giga nano 10-9 tera micro 10-6 peta milli 10-3 exa centi zetta deci yotta

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