MOD. 1: Grandezze e misure
1. Le grandezze fisiche
una grandezza fisica è una proprietà oggettiva caratteristica di un corpo o di un
fenomeno che può essere misurata.
l’unità di misura è la grandezza a
cui corrisponde il valore 1.
misurare significa confrontare la
grandezza di cui vogliamo conoscere
il valore con l’unità di misura scelta.
Uno strumento di misura è
quell’oggetto (o quell’insieme di
oggetti) che consente di operare
il confronto tra la grandezza
fisica e la sua unità di misura.
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2. Il Sistema Internazionale di unità di misura
Le sette grandezze fondamentali
Oltre alle grandezze fondamentali, esistono
le grandezze derivate che scaturiscono
dalla combinazione matematica delle sette
grandezze fondamentali.
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3. La scelta dello strumento
Si definisce portata il valore massimo della grandezza
che uno strumento è in grado di misurare.
Si definisce sensibilità il valore più piccolo della
grandezza che uno strumento è in grado di apprezzare.
In laboratorio, prima di
eseguire una misurazione,
è opportuno che lo
strumento scelto abbia la
portata e la sensibilità più
adeguate al tipo di misura
che si deve effettuare.
Bisogna tener presente, però, che quanto maggiore è la portata di
uno strumento, tanto minore sarà la sua sensibilità e viceversa.
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4. La dimensione dei corpi
La lunghezza è la grandezza fisica che rappresenta la distanza geometrica tra
due punti. E’ una delle sette grandezze fondamentali del SI e la sua unità di
misura è il metro, indicato con il simbolo m, con i suoi multipli e sottomultipli.
Ogni superficie può essere misurata
da una grandezza derivata dalla
lunghezza: l’area.
L’unità di misura dell’area di una
superficie è il metro quadro ed è
indicata con il simbolo m2.
Il volume è la misura dello spazio che
ciascun corpo occupa.
L’unità di misura del volume è il metro
cubo, indicato con il simbolo m3.
La misura di volume serve anche per stabilire la capacità di un contenitore, o di un
qualunque ambiente. In questo caso viene usato come unità di misura il litro (L).
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5. Massa e peso
La massa rappresenta la quantità di materia contenuta in un corpo.
Il peso invece è la misura di una forza di attrazione, detta forza gravitazionale, che in
natura si esercita reciprocamente tra due corpi qualsiasi, posti a una certa distanza.
massa = kilogrammo (kg)
peso = kilogrammo-peso (kgp)
massa = proprietà invariante della materia
peso = proprietà che dipende non solo
dalla massa, ma anche dalla distanza dal
centro della Terra
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6. La densità
La densità d è una grandezza fisica derivata espressa
dal rapporto tra la massa e il volume di un corpo.
Essa è una grandezza intensiva e rappresenta una
proprietà caratteristica della sostanza di cui un corpo è
costituito. La sua unità di misura nel SI è il kg/m3.
Essendoci il volume dipende
dalla temperatura e, per i
gas, dalla pressione.
Dei campioni di sostanze diverse con uguale volume
presentano diversa massa (a seconda della loro densità).
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7. La temperatura e le scale termometriche
La temperatura è una grandezza fisica che indica lo stato termico di un corpo.
Le scale termometriche di uso comune
sono la Celsius e la Fahrenheit, mentre
nel SI si utilizza la scala Kelvin.
T(K) = t(°C) + 273,15
t(°C) = T(K) – 273,15)
t(°F) = 32 + 1,8 t(°C)
Per misurare la temperatura si utilizza
il termometro che sfrutta la dilatazione
subita dai corpi per effetto di una
variazione di temperatura.
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8. Il calore
L’energia è la capacità di un corpo di compiere un lavoro e di trasferire calore.
Il calore è una forma di energia che può essere trasferita da
un corpo ad un altro, a condizione che i due corpi si trovino a
temperature differenti, in particolare il calore fluisce dal corpo
a temperatura più alta a quello a temperatura più bassa.
La caloria è la quantità di calore che bisogna fornire a 1 g di
acqua pura per innalzare la sua temperatura da 14,5 °C a
15,5 °C alla pressione atmosferica normale, cioè alla
pressione di 1,01·105 Pa (1 atm).
Il calore specifico cs di
una sostanza è la quantità
di calore necessaria per
aumentare di 1 °C la
temperatura di 1 grammo
di quella sostanza.
