Le grandezze Fisiche Lezione n.1 –Fisica

Presentazione sul tema: "Le grandezze Fisiche Lezione n.1 –Fisica"— Transcript della presentazione:

1 Le grandezze Fisiche Lezione n.1 –Fisica
ITI «Torricelli» –S.Agata M.llo (ME) Prof. Carmelo Peri

2 Grandezze fisiche Si definisce grandezza fisica una qualunque proprietà di un corpo o caratteristica di un fenomeno che può essere misurata. Misurare significa confrontare la grandezza con l’unità di misura scelta cioè vedere quante volte tale unità di misura è contenuta nella grandezza da misurare.

3 Unità di misura L’unità di misura è una grandezza che si assume per riferimento e a cui, pertanto, si attribuisce un valore pari a 1; Questa grandezza per essere assunta ad unità di misura deve essere scelta in modo inequivocabile; L’unità di misura deve essere individuata attraverso un campione che possa considerarsi immutabile nel tempo e riproducibile.

4 sIstemi di unità di misura
L’insieme delle unità di misura con cui vengono definite le varie grandezze fisiche prende il nome di sistema di unità di misura; Esistono vari sistemi di unità di misura derivanti da consuetudini locali ma la comunità scientifica, alla conferenza internazionale dei pesi e delle misure, nel ha deciso di dotarsi di un sistema di misura universale che prende il nome di SISTEMA INTERNAZIONALE (S.I.).

5 Il sistema internazionale (s.i.)
Il sistema internazionale comprende 7 grandezze fondamentali, stabilisce le loro unità di misura e quelle di tutte le grandezze derivate. I campioni delle unità di misura di queste grandezze fisiche sono conservati nel museo internazionale dei pesi e delle misure costruito a Sevres (una località vicino Parigi. Si definiscono grandezze fisiche fondamentali quelle grandezze fisiche che sono indipendenti da altre grandezze e che possono misurarsi confrontandole con l’unità di misura; Mentre si definiscono grandezze fisiche derivate quelle che si ottengono (tramite apposite leggi) da relazioni che contengono altre grandezze fisiche.

6 Le Grandezze fondamentali del s.i.
Grandezza Unità di misura Simbolo Definizione Lunghezza metro m Il metro è la distanza percorsa dalla luce nel vuoto in un intervallo di tempo di 1/ (un trecentomilionesimo) di secondo. Massa chilogrammo Kg Il kilogrammo è la massa del prototipo internazionale conservato al museo dei pesi e delle misure (Sevres, Francia). Tempo secondo s Il secondo è il tempo che occorre perché si realizzino (circa 9 miliardi e duecento milioni) periodi di oscillazioni dell’atomo di Cesio 133 Temperatura Kelvin K Il kelvin è la frazione 1/ della temperatura termodinamica del punto triplo dell'acqua. Intensità Luminosa Candela cd La candela è l'intensità luminosa, in un'assegnata direzione, di una sorgente che emette una radiazione monocromatica di frequenza 540x1012 Hz e la cui intensità energetica in tale direzione è 1/683 W/sr. Intensità di Corrente Elettrica Ampere A L' ampere è la corrente che, se mantenuta in due conduttori paralleli indefinitamente lunghi e di sezione trascurabile posti a distanza di un metro nel vuoto, determina tra questi due conduttori una forza uguale a 2x10-7 newton per metro di lunghezza. Quantità di sostanza Mole mol La mole è la quantità di sostanza che contiene tante entità elementari quanti sono gli atomi in kg di Carbonio 12.

7 Multipli e sottomultipli
Spesso è consuetudine utilizzare al posto dell’unità di misura i suoi multipli e sottomultipli a seconda della scala della grandezza da misurare. I multipli e i sottomultipli si indicano aggiungendo un prefisso all’unità di misura; I multipli si ottengono moltiplicando l’unità di misura per una potenza a base 10 con esponente positivo I multipli si ottengono moltiplicando l’unità di misura per una potenza a base 10 con esponente negativo Ad es.: una lunghezza pari a l= m (diecimila metri) può più agevolmente essere indicata con 10 Km (dieci chilometri) infatti m = 10 · 103 m = 10 Km Prefisso Moltiplicatore Simbolo tera 1012 T giga 109 G mega 106 M kilo 103 k etto 102 h deca 101 da Unità di misura deci 10-1 d centi 10-2 c milli 10-3 m micro 10-6 nano 10-9 n pico 10-12 p femto 10-15 f atto 10-18 a

8 La lunghezza Definizione della lunghezza: La lunghezza è la grandezza che misura la distanza geometrica tra due punti. N.b.: La lunghezza, la larghezza e l’altezza di un solido sono esempi di lunghezza; L’unità di misura della lunghezza: Nel S.I. l’unità di misura della lunghezza è il metro, (simbolo [m] ); Il campione del metro: Il campione del metro è una sbarra di platino-iridio conservato nel museo dei pesi e delle misure di sevres; N.b.: il platino-iridio è una lega metallica che ha la proprietà di rimanere inalterata (entro certi limiti) con il passare del tempo e con il variare della temperatura. La definizione del metro: Il metro è la distanza percorsa dalla luce nel vuoto in un intervallo di tempo di 1/ (circa un trecentomilionesimo) di secondo. N.b.: oltre a conservare in modo opportuno il campione è necessario fornire una definizione dello stesso al fine di poter replicare il campione qualora lo stesso subisca alterazioni o nel caso peggiore venisse smarrito. I Multipli e i sottomultipli del metro: sono quelli derivanti dalla tabella precedentemente indicata Lo strumento di misura della lunghezza è il metro.

9 La massa Definizione della massa: la massa è la quantità di materia contenuta in un corpo; L’unità di misura della massa: Nel S.I. l’unità di misura della massa è il chilogrammo, (simbolo [Kg] ); Il campione del chilogrammo: Il campione del metro è un cilindro di platino-iridio conservato nel museo dei pesi e delle misure di sevres; La definizione del chilogrammo : Il kilogrammo è la massa del prototipo internazionale conservato al museo dei pesi e delle misure (Sevres, Francia). I Multipli e i sottomultipli del chilogrammo: dal momento che nel nome dell’unità di misura è presente il prefisso chilo si utilizzeranno i prefissi indicati nella tabella precedentemente indicata applicati al grammo [g]. Inoltre è uso comune usare anche come multipli il quintale pari a 102 Kg, la tonnellata pari a 103 Kg Lo strumento di misura della massa è la bilancia a braccia uguali.

10 Il tempo Definizione del tempo: il tempo è la grandezza che misura la durata di un fenomeno L’unità di misura del tempo: Nel S.I. l’unità di misura del tempo è il secondo, (simbolo [s] ); Il campione del secondo: è insito nella definizione La definizione del secondo: Il secondo è il tempo che occorre perché si realizzino (circa 9 miliardi e duecento milioni) periodi di oscillazioni dell’atomo di Cesio 133 Multipli: min=60s , h=60 min = s , giorno=24 h = s Sottomultipli: decimo di secondo = 10-1 s – centesimo di secondo = 10-2 s millesimo di secondo = 10-3 s Lo strumento di misura del tempo è il cronometro

11 Alcune grandezze fisiche derivate
Grandezza Unità di misura simbolo definizione Area (misura l’estensione di una superficie) Metro quadrato m2 m · m Volume (misura dello spazio occupato da un corpo) Metro cubo m3 m · m · m Densità (il rapporto tra massa e volume) Chilogrammo al metro cubo Kg / m3 Velocità (il rapporto tra spostamento e il tempo impiegato a percorrerlo) Metro al secondo m / sec Forza (una qualunque azione che tende a modificare lo stato di quiete o di moto di un corpo) Newton N Kg · m / sec 2 Pressione (Ia forza agente per unità di superficie) Pascal Pa N / m2 Energia (la Capacità di una forza di compiere lavoro) Joule J N · m

12 Area Definizione dell’area: l’area esprime la misura dell’estensione di una superficie L’unità di misura dell’area: Nel S.I. l’unità di misura dell’area è il metro al quadrato, (simbolo [m2] ); La definizione del metro quadrato: Il metro al quadrato è la misura della superficie di un quadrato avente il lato pari ad un metro. I Multipli e i sottomultipli del metro: sono quelli derivanti dalla tabella precedentemente indicata Misura dell’area di una superficie: se la superficie da misurare è regolare la misura viene effettuata indirettamente misurando le grandezze caratteristiche geometriche della figura; se la superficie è irregolare è possibile misurare l’area in modo diretto sovrapponendo alla figura un opportuno foglio trasparente in cui sono impresse, in modo opportuno, le unità di misura.

13 Equivalenza di aree A volte è necessario ricondurre la misura fornita sotto forma di multiplo o sottomultiplo all’unita di misura. A tal scopo si sottopone il seguente metodo: Supponiamo che si voglia sapere a quanti metri al quadrato corrisponde la misura di A=56 Km2 Si sostituisce al posto della K nella formula il valore corrispondente indicato nella tabella cioè k=103 , si inserisce la moltiplicazione al posto degli spazi e quindi si ottiene: A= 56 · (103 m)2 = 56 · 106 m2 = m2 Oppure, supponiamo che si voglia sapere a quanti metri al quadrato corrisponde la misura di A=236 cm2 Si sostituisce al posto della «c» nella formula il valore corrispondente indicato nella tabella cioè c=10-2 , si inserisce la moltiplicazione al posto degli spazi e quindi si ottiene: A= 236 · (10-2 m)2 = 236 · 10-4 m2 = 236 / 104 m2 = = 0,0236 m2

14 Il Volume Definizione di volume: il volume esprime la misura dello spazio occupato da un corpo; L’unità di misura del volume: Nel S.I. l’unità di misura dell’area è il metro cubo, (simbolo [m3] ); La definizione del metro cubo: Il metro cubo è la misura dello spazio occupato da un cubo avente il lato pari ad un metro. I Multipli e i sottomultipli del metro cubo: sono quelli derivanti dalla tabella precedentemente indicata Misura del volume di un corpo solido: è possibile misurare il volume in modo indiretto: utilizzando formule geometriche se il solido è regolare, oppure misurando la variazione di volume immergendo il solido da misurare in un liquido; Misura del volume di una sostanza allo stato liquido o aeriforme: si misura il volume del recipiente che la contiene;

15 Equivalenza di volumi A volte è necessario ricondurre la misura fornita sotto forma di multiplo o sottomultiplo all’unita di misura. A tal scopo si propone lo stesso metodo utilizzato per l’equivalenza di aree: Supponiamo che si voglia sapere a quanti metri cubi corrisponde la misura di A=245 Km3 Si sostituisce al posto della K nella formula il valore corrispondente indicato nella tabella cioè k=103 , si inserisce la moltiplicazione al posto degli spazi e quindi si ottiene: A= 245 · (103 m)3 = 245 · 109 m3 = m2 Oppure, supponiamo che si voglia sapere a quanti metri al quadrato corrisponde la misura di A=236 cm3 Si sostituisce al posto della «c» nella formula il valore corrispondente indicato nella tabella cioè c=10-2 , si inserisce la moltiplicazione al posto degli spazi e quindi si ottiene: A= 236 · (10-2 m)3 = 236 · m3 = 236 / 106 m2 = = 0, m2