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1 GRANDEZZE FISICHE E MISURA. 2 Una grandezza fisica viene definita operativamente tramite le operazioni che facciamo per misurarla Ogni volta che analizziamo.

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1 1 GRANDEZZE FISICHE E MISURA

2 2 Una grandezza fisica viene definita operativamente tramite le operazioni che facciamo per misurarla Ogni volta che analizziamo un fenomeno fisico percorriamo i passi…

3 3 Terzo passo: l'indagine sulle relazioni fra le grandezze fisiche. Secondo passo: la misura, che ci permette di trasformare la grandezza fisica in numero; Primo passo: la premisura, che ci porta a individuare le grandezze fisiche;

4 4 Confrontare e ordinare grandezze Siamo di fronte ad una grandezza fisica quando possiamo trovare una procedura per il confronto PRE-MISURA : i passaggi

5 5 Esempio: la sabbia

6 6 GLI OBIETTIVI SPECIFICI 1. 1.individuare grandezze mediante aggettivi o avverbi, 2. 2.arrivare a eseguire con sicurezza il confronto e l'ordinamento di oggetti sulla base di grandezze fisiche chiaramente individuate, 3. 3.saper osservare e saper descrivere.

7 7 Travasiamo la sabbia La consegna: hai tre bicchieri che devi riempire parzialmente, quindi confrontarli e metterli in ordine. Il problema: lidentificazione della grandezza fisica che si sta esaminando

8 8 Potremmo metterli accanto e osservarli…

9 9 Pieno o vuoto? Più o meno? Alto o basso?

10 10 quale è la grandezza fisica su cui si basa il confronto ? Quanto è alta la sabbia dal fondo del bicchiere Quanto è bassa la sabbia dal bordo del bicchiere

11 11 E se cambiamo contenitore? Il metodo di osservazione funziona ancora?

12 12 Qual è il recipiente che contiene più sabbia? Travasiamo il contenuto del primo bicchiere Confrontiamolo con gli altri bicchieri Il problema è sulla comprensione della conservazione della materia

13 13 Misurare significa tradurre la grandezza fisica in numero, con i numeri: il confronto e lordinamento saranno semplificati si può: rappresentare graficamente, effettuare operazioni, trovare relazioni Attenzione! Per confrontare od operare su più misure, è essenziale esprimerle tutte con le stesse unità di misura IL PASSO SUCCESSIVO: LA MISURA

14 14 deve essere omogenea alla grandezza da misurare e più piccola di essa LUNITA DI MISURA può essere arbitraria oppure convenzionale deve essere costante, riproducibile, universale deve avere dei sottomultipli e/o dei multipli

15 15 LA MISURA: i passi Individuo lunità di misura appropriata Riporto l'unità di misura sulla grandezza da misurare Esprimo la grandezza con un numero e lunità di misura: L=3,3 cm

16 16 I VANTAGGI DELLA MISURA SULLA PREMISURA Migliore definizione della procedura di identificazione delle grandezze fisiche Confronto più sicuro tra grandezze fisiche perché confronto tra numeri Facilitazione nel processo di individuazione delle relazioni tra grandezze

17 17 Ricapitoliamo…una Grandezza Fisica… È una caratteristica di un corpo o di un fenomeno che può essere misurata In modo da fornire tutte le informazioni necessarie per poterla misurare (definizione operativa) Cosè? Come si definisce?

18 18 Conflitti generazionali Ciao Nonna!! Oggi a scuola ci siamo misurati per vedere quanto saremo cresciuti alla fine dellanno! Io sono alto 9 matite e mezza… e tu Nonna, quante matite sei alta? Benedetto ragazzo! Dimmi tu, piuttosto, quanti ferri deve essere lunga la sciarpa che ti sto facendo! Matite? Ma cosa gli insegnano questi professori moderni? Riusciranno mai a capirsi?

19 19 IL SISTEMA INTERNAZIONALE DI UNITÀ DI MISURA GrandezzaUnità di misura Strumento di misura NomeSimbolo LunghezzaMetrom MassaChilogrammokg TempoSecondos TemperaturaKelvinK Intensità di correnteAmpereA Intensità luminosaLuxcd Quantità di materiaMolemol

20 20 RAPPRESENTARE Le leggi fisiche utilizzando gli opportuni metodi di rappresentazione, individuando il tipo di relazione che lega le grandezze che entrano in gioco nella legge COMPETENZE collegate alla misura RICONOSCERE le grandezze fisiche che caratterizzano i corpi, esprimendone la misura ed effettuando conversioni di unita di misura INDIVIDUARE Le grandezze fisiche utili per la descrizione di un fenomeno sulla base di semplici osservazioni, formulando ipotesi circa le relazioni che intercorrono tra esse

21 21 APPLICARE Leggi fisiche e definizioni per ricavare le grandezze incognite di un problema ESEGUIRE Semplici misure dirette e indirette, valutando lincertezza ed esprimendo correttamente i risultati RAPPRESENTARE I dati sperimentali tenendo conto degli errori di misura, interpretandoli sulla base di unipotesi e traendo conclusioni circa la legge fisica che regola il fenomeno

22 22 LA MISURA DELLE SUPERFICI

23 23 Il metodo classico: Misura delle dimensioni lineari (base, altezza) Effettuazione di calcoli (base X altezza) Definizione dellunità di misura, il m 2

24 24 Il m 2, una unità di misura derivata Applicazione di calcoli ad unità dirette m 2 = m X m

25 25 DUE PROBLEMI Loperazione di moltiplicazione non è di facile comprensione, tanto meno se è operata su quantità dimensionali Non si capisce che lunità di misura deve essere omogenea alla grandezza da misurare

26 26 Definizione di una unità di misura ad hoc Una unità di misura che sia essa stessa una superficie

27 27 ESEMPI DI UNITÀ DI MISURA ADEGUATE: Tessere quadrate o rettangolari di puzzle Blocchetti del domino Fogli di formato A4 Quadretti ritagliati da un foglio quadrettato

28 28 ATTIVITA DA SVOLGERE: Riportare lunità di misura sulla superficie da misurare fino a ricoprirla completamente Contare il numero di volte che ha riportato lunità di misura Esprimere la misura come numero e unità di misura

29 29 Determinazione del numero di quadretti che stanno dentro un contorno 61 quadretti

30 30 Ma la misura è precisa? Qual è l incertezza ? Misura per eccesso 71 cm 2 Misura per difetto 42 cm 2 Larea è compresa fra 42 e 71, a misura è affetta da una indeterminazione pari a (71 – 42) cm 2 = 29 cm 2

31 31 Lindeterminazione è strettamente legata alla dimensione dellunità di misura: se dimezziamo il lato del quadrato unitario… La misura è affetta da una indeterminazione pari a 47 nuove unità, ovvero a circa 12 cm 2

32 32 GLI OBIETTIVI A livello operativo A livello espressivo A livello logico scegliere una unità di misura registrare ed esprimere correttamente i risultati delle misure individuare grandezze fisiche omogenee eseguire i passaggi necessari alla quantificazione delle situazioni operative proposte. rappresentarli correttamente sia dal punto di vista simbolico che grafico confrontare diversi modi di eseguire la misura (diretta o indiretta) e riconoscerle simili

33 33 Esempio: lerbario

34 34 esercizio Quale area hanno le foglie dellerbario? Quale metodo puoi utilizzare per misurarle? le foglie di uno stesso albero hanno tutte la stessa area?

35 35 LA MISURA DEI VOLUMI

36 36 Il metodo classico: Misura delle dimensioni lineari (base, altezza, profondità) volume e capacità indicano al stessa grandezza fisica: lo spazio. Si può cercare una unità di misura omogenea al volume o alla capacità Calcolo (base X altezza X profondità) Definizione dellunità di misura, il m 3

37 37 per il volume: il blocchetto Unità di misura omogena per la capacità: il bicchierino

38 38 La taratura del recipiente: un concetto non banale La conservazione del volume nelloperazione di travaso

39 39 LA FORZA

40 40 IL CONCETTO DI FORZA E familiare a tutti spesso lidea che se ne ha non coincide con la definizione che se ne dà in fisica ma…

41 41 Se la forza applicata ad un corpo è nulla, il corpo rimane fermo o si muove a velocità costante Qualche concetto base 1 a legge della dinamica

42 42 La somma di tutte le forze agenti su un corpo provoca in questo una variazione di velocità dipendente dalla massa del corpo stesso 2 a legge della dinamica La accelerazione è dovuta allazione di una o più forze

43 43 Introduzione alla forza Metodo staticoMetodo dinamico

44 44 Premisura Confronti diretti Misura Confronti indiretti Analisi degli effetti delle forze statico

45 45 Note didattiche La forza non è direttamente percepibile ma lo sono i suoi effetti. Peso e forza- peso: due concetti comunemente percepiti come diversi

46 46 Massa e peso Massa e peso

47 47 Diversi modi di definire la massa Quantità di materia La massa inerziale La massa gravitazionale

48 48 Note didattiche Quantità di materia massa volume Spazio occupato Quanto è grosso

49 49 Quantità di materia massa volume Quanto pesa

50 50 massa volume Forza peso Sono facilmente confusi, si possono separare comprendendo che le operazioni per misurarli sono diverse

51 51 La conservazione della massa Il concetto di massa è più fondamentale di quello di volume La massa si conserva in ogni trasformazione mentre il volume può cambiare perché

52 52 La massa totale si è conservata

53 53 Esercitazione n1 Progettare unattività didattica che introduca al concetto di misura, produrre una scheda di lavoro per gli studenti che li guidi nella realizzazione di strumenti di misura non convenzionali per una delle seguenti grandezze fisiche: –Lunghezza –Superficie –Volume –Massa –Tempo


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