Cosa è la FISICA Esperienza trenino: Misurare una lunghezza Misurare un tempo Misurare una velocità

Cosa è la FISICA

Cosa è la FISICA MISURARE VELOCITA' Misure Tempo (s) Lunghezza (m) 1 3,3 0,5 2 5 3 7,1 1,5 4 8,5

Cosa è la FISICA? STUDIA I FENOMENI NATURALI come il moto di un trenino PARLA DI GRANDEZZE cioè di quantità che si possono misurare mediante strumenti come lo spazio e il tempo CERCA DI TROVARE DELLE LEGGI cioè delle relazioni matematiche tra queste grandezze come la velocità

Il metodo scientifico

GRANDEZZE Una GRANDEZZA è una quantità che può essere misurata con STRUMENTI DI MISURA Per misurare una grandezza è necessario scegliere una UNITA’ DI MISURA

GRANDEZZE Il SISTEMA INTERNAZIONALE DI UNITA’ è stato creato nel 1960 ed è formato da: GRANDEZZE FONDAMENTALI GRANDEZZE DERIVATE

GRANDEZZE

GRANDEZZE

LUNGHEZZA L’unità di misura della lunghezza è il metro (m)

AREA L’area è una grandezza derivata la sua unità di misura deriva dal metro. L’unità di misura dell’area è il metro quadrato (m2)

VOLUME Il volume è una grandezza derivata la sua unità di misura deriva dal metro. L’unità di misura del volume è il metro cubo (m3)

VOLUME – CAPACITA’ Per esprimere il volume di liquidi e gas si usa un’unità di misura che non fa parte del S.I. il litro (L) Un litro è uguale a un decimetro cubo 1L= 1 dm3

VOLUME – CAPACITA’

MASSA L’unità di misura della massa è il metro (Kg)

INTERVALLO DI TEMPO L’unità di misura di un intervallo di tempo è il secondo (s)

DENSITA’ Lo stesso volume contiene una massa diversa oppure la stessa massa contiene volumi diversi. Per spiegare questo fenomeno dobbiamo definire una nuova grandezza fisica

DENSITA’ La DENSITA’ d di un corpo è il rapporto tra la sua massa m e il suo volume V L’unità di misura della densità è: La densità è una grandezza derivata perché il rapporto tra due grandezze di cui una fondamentale e una derivata

DENSITA’ La DENSITA’ è direttamente proporzionale alla massa m e inversamente proporzionale al volume V

Cocktail con diversa DENSITA’ Anche in questi fenomeni interviene la diversa densità dei liquidi B52 Rainbow shots

STRUMENTI E LORO CARATTERISTICHE Gli strumenti di misura hanno delle caratteristiche. ANALOGICI quando il valore della misura si legge su una scala graduata DIGITALI quando il valore della misura appare come una sequenza di cifre

STRUMENTI E LORO CARATTERISTICHE PORTATA di uno strumento è il più grande valore della grandezza che lo strumento può misurare SENSIBILITA’ di uno strumento è il più piccolo valore della grandezza che lo strumento può distinguere PRONTEZZA di uno strumento indica la rapidità con cui esso risponde a una variazione della quantità da misurare

STRUMENTI DI MISURA IN CUCINA TERMOMETRO Analogico o digitale Portata Sensibilità Prontezza

STRUMENTI DI MISURA IN CUCINA CARAFFA GRADUATA Analogico o digitale Portata Sensibilità Prontezza

STRUMENTI DI MISURA IN CUCINA BILANCIA Analogico o digitale Portata Sensibilità Prontezza

INCERTEZZA DELLE MISURE A ogni misura è associata una incertezza: Incertezza dello strumento dovuta alla sensibilità dello strumento

INCERTEZZA DELLE MISURE A ogni misura è associata una incertezza: ERRORI CASUALI: variano in modo imprevedibile da una misura all’altra e influenzano il risultato qualche volta per eccesso (un po’ di più) e qualche volta per difetto (un po’ di meno). Per evitarne l’effetto svolgo più misure e ne faccio la media aritmetica (esperienza trenino). ERRORI SISTEMATICI: avvengono sempre o per difetto o per eccesso. Per evitarne l’effetto se me ne accorgo cambio lo strumento.

INCERTEZZA DELLE MISURE

NOTAZIONE SCIENTIFICA Un numero scritto nella notazione scientifica è il prodotto di due fattori: Un coefficiente compreso tra 1 e 10 Una potenza di 10.

ORDINE DI GRANDEZZA L’ordine di grandezza di un numero è la potenza di 10 che più si avvicina a quel numero ESEMPI: 210 Km=2,1 X 102 Km L’ordine di grandezza è 102 880 Km=8,8 X 102 Km L’ordine di grandezza è 103 0,012 mm=1,2 X 10-2 mm L’ordine di grandezza è 10-2 0,098 mm=9,8 X 10-2 mm L’ordine di grandezza è 10-3

L’arrotondamento Arrotondare un numero significa sostituirlo con un altro che abbia meno cifre significative. Se la prima cifra che si cancella è 0, 1, 2, 3, 4, si lascia uguale la cifra che la precede Se la prima cifra che si cancella è 5, 6, 7, 8, 9 si aumenta di un’unità la cifra che la precede

Le rappresentazioni di un fenomeno Un fenomeno può essere rappresentato con una tabella, con un grafico o con una formula

Le rappresentazioni di un fenomeno Fenomeno: un recipiente viene riempito da un rubinetto da cui esce un flusso d’acqua costante.

Le rappresentazioni di un fenomeno Rappresentazione del fenomeno mediante tabella: la quantità di acqua accumulata nel recipiente dipende dall’intervallo di tempo trascorso. Il flusso d’acqua del rubinetto è costante Ogni minuto dal rubinetto escono 2 litri d’acqua Ogni minuto la quantità d’acqua nel recipiente cresce di 2 litri

Le rappresentazioni di un fenomeno Rappresentazione del fenomeno mediante formula: q = 2 · t t : tempo trascorso. variabile indipendente; unità di misura: minuti q : quantità d’acqua accumulata. variabile dipendente; unità di misura: litri 2 : portata d’acqua del rubinetto. costante; unità di misura: litri/minuto

Le rappresentazioni di un fenomeno Rappresentazione del fenomeno mediante grafico Asse orizzontale (ascisse) variabile indipendente t Asse verticale (ordinate) variabile dipendente q A ogni punto del grafico corrisponde una coppia di valori della tabella

I grafici cartesiani La rappresentazione grafica è un potente strumento matematico per rappresentare due grandezze relative allo stesso fenomeno

I grafici cartesiani I grafici cartesiani permettono di visualizzare la relazione tra due grandezze fisiche. Per tracciare un grafico cartesiano occorre: Tracciare gli assi, cioè due rette perpendicolari, fissando il verso di percorrenza Associare a ogni asse una grandezza e un’unità di misura Scegliere la scala per ciascun asse

I grafici cartesiani da una tabella Ogni coppia di valori della tabella individua un punto. Uniamo i punti con una linea per visualizzare l’andamento. In un grafico che rappresenta una tabella di dati, l’unità di misura e la scala associate ai due assi sono indipendenti tra loro.

I grafici cartesiani da una formula Grafico di una funzione espressa da una formula. y = 2x2 Si costruisce una tabella di punti Si rappresentano i punti nel grafico In questo caso non si associano grandezze e unità di misura agli assi cartesiani

GRANDEZZE DIRETTAMENTE PROPORZIONALI Il legame più semplice fra due grandezze variabili è quello di diretta proporzionalità

GRANDEZZE DIRETTAMENTE PROPORZIONALI

Grandezze direttamente proporzionali Due grandezze x e y sono direttamente proporzionali se al raddoppiare di x anche y raddoppia, al triplicare di x anche y triplica e così via. Il lato e il perimetro di un quadrato sono grandezze direttamente proporzionali la massa e il volume di una sostanza sono grandezze direttamente proporzionali.

Grandezze direttamente proporzionali Se y e x sono variabili direttamente proporzionali, il loro rapporto è costante: k è la costante di proporzionalità. La formula rappresenta tutte le possibili coppie di valori delle variabili, ad esclusione della coppia (0; 0)

Grandezze direttamente proporzionali Grafico di variabili direttamente proporzionali: punti allineati con l’origine degli assi. La curva corrispondente è una retta passante per l’origine.

GRANDEZZE INVERSAMENTE PROPORZIONALI

Altre relazioni matematiche GRANDEZZE INVERSAMENTE PROPORZIONALI Se y e x sono variabili inversamente proporzionali, il loro prodotto si mantiene costante. Vale una formula del tipo: k rappresenta una costante In una bilancia a bracci uguali, se la massa su un braccio è fissa, la massa equilibrante e la sua distanza dal fulcro sono inversamente proporzionali: se la massa raddoppia, la distanza dimezza, …

Altre relazioni matematiche GRANDEZZE INVERSAMENTE PROPORZIONALI Grafico che rappresenta due variabili inversamente proporzionali: una particolare curva detta iperbole.