Allo scopo di seguire un percorso completo di Fisica, affrontiamo nuovamente argomenti di cui ci siamo già occupati in precedenza, anche se piuttosto velocemente
GRANDEZZE FISICHE E SISTEMA INTERNAZIONALE: che cos’è una grandezza
GRANDEZZA FISICA è qualsiasi caratteristica di un oggetto o di un fenomeno che può essere MISURATA.
Sono grandezze fisiche lunghezza, massa, temperatura…
Per misurare una grandezza fisica bisogna confrontarla con una grandezza campione a essa omogenea, detta unità di misura, e stabilire quante volte l’unità di misura è contenuta nella grandezza data. Il valore numerico ottenuto è la misura della grandezza e deve essere sempre accompagnato dall’unità di misura.
Per definire una grandezza fisica servono un numero e un’unità di misura
Definizione operativa di una grandezza fisica
Delle grandezze fisiche è necessario dare una DEFINIZIONE OPERATIVA, che consiste nella descrizione degli strumenti da usare e del procedimento da seguire per misurare la grandezza stessa. Per definire una grandezza fisica bisogna:
- stabilire un procedimento di misura per quella grandezza;
- scegliere un campione, cioè un’unità di misura.
L’unità di misura deve avere DUE caratteristiche fondamentali:
- essere accessibile a tutti (e quindi facilmente riproducibile);
- essere COSTANTE NEL TEMPO, cioè invariabile: non deve cambiare da un luogo all’altro e nel tempo, per avere lo stesso risultato tutte le volte che lo si confronta con la medesima grandezza.
GRANDEZZE FISICHE E SISTEMA INTERNAZIONALE : grandezze omogenee e non
Chiamiamo OMOGENEE due grandezze che si possono esprimere con la stessa unità di misura. Due grandezze omogenee possono essere sommate, sottratte, confrontate.
Sono non omogenee quelle grandezze che NON possono essere espresse con la stessa unità di misura. Esse non possono essere né sommate né sottratte né confrontate.
NOTA : possiamo sempre effettuare la moltiplicazione e la divisione, qualunque siano le grandezze coinvolte
Grandezze fondamentali e derivate
Tra le grandezze fisiche possiamo individuarne alcune, dette FONDAMENTALI, dalle quali possiamo derivare tutte le altre, che per questo prendono il nome di grandezze derivate.
Le grandezze fondamentali più comuni sono la lunghezza, il tempo e la massa. Tra le grandezze derivate troviamo invece l’area o il volume, la densità, la velocità e l’accelerazione.
GRANDEZZE FISICHE E SISTEMA INTERNAZIONALE: il SISTEMA INTERNAZIONALE
Un sistema di unità di misura fissa le grandezze fondamentali e le rispettive unità di misura. Il sistema di unità di misura adottato per convenzione internazionale è stato stabilito nel 1960 dalla XI Conferenza Generale dei Pesi e delle Misure di Parigi ed è chiamato Sistema Internazionale di Unità (abbreviato con SI).
Il SI è costituito da SETTE unità fondamentali, da cui otteniamo tutte le altre unità di misura delle grandezze fisiche.
Le unità di misura delle grandezze fondamentali sono stabilite dalla scelta dei campioni. L’ultima revisione del SI, conclusa nel 2018, ha svincolato la definizione di tutte le unità fondamentali dalle caratteristiche di oggetti costruiti dall’uomo, che risultano deperibili. Per garantire riproducibilità e inalterabilità, al posto dei manufatti, sono stati fissati i valori numerici che alcune costanti fisiche assumono se espresse in unità del SI, come la velocità della luce.
Per la Meccanica, sono state scelte come fondamentali tempo, lunghezza e massa e sono state definite come loro unità di misura secondo, metro e chilogrammo (sistema MKS).
multipli e sottomultipli di una certa unità di misura vengono indicati con dei prefissi standard, che rappresentano la potenza di 10 per la quale viene moltiplicata quell’unità.
Nelle tabelle che seguono trovate simboli e prefissi per MULTIPLI e SOTTOMULTIPLI:
I prefissi indicano la potenza di 10 per la quale è moltiplicata l’unità di misura. Ad esempio:
■ il prefisso kilo (simbolo k) significa 1000, cioè 10³; perciò 1 kilogrammo equivale a 10³
grammi e 1 kilometro a 10³ metri
■ il prefisso milli (simbolo m) significa 1/ 1000, , cioè 10–³; 1 milligrammo equivale quindi a 10–³ grammi.
RICORDA : la notazione scientifica permette di scrivere numeri molto piccoli o molto grandi in forma abbreviata, utilizzando le potenze di 10. Nella notazione scientifica ogni numero è scritto come prodotto di due fattori:
- un numero decimale compreso fra 1 e 10;
- una potenza di 10, con esponente intero positivo o negativo.
Nelle prossime lezioni parleremo velocemente delle grandezze fondamentali e di quelle derivate, oltre che di analisi dimensionale.
GRANDEZZE FISICHE E SISTEMA INTERNAZIONALE : bibliografia
- Ugo Amaldi – Il nuovo Amaldi per i licei scientifici. Meccanica e termodinamica (Vol. 1) Zanichelli, 2021
- Giuseppe Ruffo, Nunzio Lanotte – Fisica: lezioni e problemi. Meccanica, termodinamica, onde, elettromagnetismo, Zanichelli 2021
- James S. Walker – Il Walker. Corso di fisica. Per il primo biennio delle Scuole superiori, Pearson 2021
- Andrea Brognara – Lo sguardo fisico, Mondadori Scuola, 2019