CAP 1 GRANDEZZE FISICHE E MISURE in fisica

ppt per studio o.m grandezze fisiche

1. Giuseppe Ruffo Nunzio Lanotte
Studiamo la fisica
Edizione bianca

2. 2
Unità 1 -La misura delle
grandezze fisiche
1.La fisica e il mondo
2.Le unità di misura e il Sistema Internazionale
3.Lunghezze, aree e volumi
4.Misure di massa e tempo
5.La densità di una sostanza
6.La notazione scientifica
7.Gli errori nelle misure
8.Errori sulle misure indirette e cifre significative
Ruffo, Lanotte, Studiamo la fisica, 2 ed. © Zanichelli 2022

3. 3
Lezione 1 - La fisica e il mondo
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La fisica si occupa delle
grandezze che si possono
misurare

4. 4
Lezione 1 -La fisica e il mondo
Le grandezze che si possono misurare si chiamano
grandezze fisiche. (proprietà di un oggetto o di un
fenomeno che può essere misurata con uno strumento)
Misurare significa confrontare l’unità di misura scelta con
la grandezza da misurare e contare quante volte l’unità
campione è contenuta nella grandezza.
Una unità di misura è una grandezza di riferimento a cui
viene attribuito il valore numerico 1
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5. 5
Lezione 1 -La fisica e il mondo
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Si dice per esempio che una automobile ha la massa di
1000kg e si muove alla velocità di 80 km/h
All’interno della frase distinguo le grandezze fisiche, l’unità
di misura scelta e il valore di confronto
Grandezza Fisica valore di confronto unità di misura
Massa 1000 kg
velocità 80 km/h

6. 6
Lezione 2 -Le unità di misura e il
Sistema Internazionale
Il Sistema Internazionale di unità di misura (SI) è formato da
sette grandezze fisiche fondamentali.
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Lezione 2 -Le unità di misura e il
Sistema Internazionale
Le grandezze fisiche derivate sono ricavate, attraverso
operazioni matematiche, da quelle fondamentali.
•Lunghezza, massa, tempo, sono grandezze fondamentali.
•Velocità, volume, densità, …, sono grandezze derivate.
•Velocità: rapporto fra distanza percorsa e tempo impiegato a
percorrerla, cioè rapporto tra una lunghezza e un tempo.
Grandezze dello stesso tipo (due lunghezze, due tempi,
due masse, …) sono grandezze fisiche omogenee.
Per esempio: 120 km e 10 km sono grandezze omogenee.
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8. 8Ruffo, Lanotte, Studiamo la fisica, 2 ed. © Zanichelli 2022
Lezione 2 -Le unità di misura e il
Sistema Internazionale

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Lezione 2 -Le unità di misura e il
Sistema Internazionale
Multipli e sottomultipli
Quando si effettua una misura può accadere che il suo valore numerico sia molto
grande o molto piccolo. Si usano i multipli e i sottomultipli delle unità di misura
basati su potenze di 10 e indicati da i prefissi che precedono le unità di misura
stessa
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Numeri molto grandi o molto
piccoli sono più facili da leggere e
da utilizzare nei calcoli se scritti
con una potenza di 10
Lezione 3 - La notazione scientifica
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Lezione 3 - La notazione scientifica
In fisica incontriamo numeri molto grandi e molto piccoli.
Nella notazione scientifica, un numero b è scritto come
prodotto tra un altro numero a, compreso tra 1 e 10, e
una potenza di 10:
dove
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Lezione 3 - La notazione scientifica
Scrittura di un numero in notazione scientifica
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Spostare la virgola a destra
di 10 posti significa
moltiplicare per 10¹ .
⁰
Moltiplicando1,0 per 10 ¹⁰ si
⁰
ottiene il numero
0,000 000 000 1.
Spostare la virgola a
sinistra di 11
posti significa moltiplicare
per 10 ¹¹. Moltiplicando
⁻
1,49 per 10¹¹ si ottiene il
numero 149 000 000 000.
https://content.sanomaitalia.it/Sanoma_Italy/prod/sssg_scientifica/fisica_videotutorial/video/fisica_videotutorial_notasci
enti.mp4

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Lezione 3 - La notazione scientifica
Per le operazioni tra i numeri in notazione scientifica, si
applicano la proprietà associativa, la proprietà
distributiva e le proprietà delle potenze.
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Lezione 3 - La notazione scientifica
L’ordine di grandezza di un numero è la
potenza di 10 più vicina al numero stesso.
•la distanza Milano - Napoli è circa 800
km; il suo ordine di grandezza è 10³ km
L’ordine di grandezza consente:
•di fare velocemente confronti tra numeri
•di valutare rapidamente risultati di calcoli
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Lezione 3 - La notazione scientifica
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Nel Sistema Internazionale le
lunghezze si misurano in metri;
m² e m³ sono unità derivate
dal metro
Lezione 3 - Lunghezze, aree e volumi
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Lezione 3 - Lunghezze, aree e
volumi
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Nel Sistema Internazionale
l’unità di misura delle
lunghezze è il metro (m).
Per le distanze astronomiche
si usa anche l’anno-luce:
distanza percorsa dalla luce in un anno,
circa 10000 miliardi di km.
LA LUNGHEZZA MISURA LA
DISTANZA TRA DUE PUNTI
MISURATA CON UN REGOLO RIGIDO

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Lezione 3 - Lunghezze, aree e volumi
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Lezione 3 - Lunghezze, aree e volumi
Nel Sistema Internazionale
l’unità di misura delle aree
è il metro quadrato (m
2
).
Nel Sistema Internazionale
l’unità di misura del volume
è il metro cubo (m³).
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Nella prima riga e
nella prima colonna
ci sono 100
quadratini, quindi
l’area del
quadrato è di
100×100 quadratini,
cioè 10 000 cm².
Ciascuno strato
contiene 100 cubetti di
volume 1 dm³. Poiché
gli strati sono 10, in un
metro cubo ci sono
100×10 cubetti di
1 dm³, cioè 1000 dm³.
AREA MISURA LO SPAZIO OCCUPATO
DA UNA SUPERFICIE PIANA
VOLUME MUSURA QUANTO SPAZIO
OCCUPA UN CORPO SOLIDO

20. 20
Lezione 3 - Lunghezze, aree e volumi
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Lezione 3 - Lunghezze, aree e volumi
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Lezione 3 - Lunghezze, aree e volumi
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Lezione 3 - Lunghezze, aree e volumi
Misura del volume
di un solido di forma
irregolare:
Calcolo del volume
di un solido mediante
formule geometriche.
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Lezione 3 - Lunghezze, aree e volumi
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Nel Sistema Internazionale il tempo si misura in secondi (s).
I multipli del secondo sono:
1 minuto = 1 min = 60 s
1 ora = 1 h = 60 min = 60 × (60 s) = 3600 s
1 giorno = 24 h = 24 × (3600 s) = 86400 s

Lezione 4 - Misure di massa e
tempo
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La massa è una proprietà
intrinseca di ogni corpo; la massa
non è il peso
Lezione 4 - Misure di massa e
tempo
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Lezione 4 - Misure di massa e
tempo
Massa di un corpo: ci dà un’idea di quanta materia è
contenuta nel corpo stesso.
Inerzia: tendenza di un corpo a rimanere nello stato di
quiete o di moto in cui si trova.
A inerzia maggiore corrisponde massa maggiore.
La massa è una proprietà intrinseca dei corpi.
•Un corpo ha la stessa massa in ogni luogo della Terra, ma anche
sulla Luna o su Marte o nello spazio fra le stelle.
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Lezione 4 - Misure di massa e
tempo
Nel SI la massa si misura in kilogrammi (kg).
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Lezione 4 - Misure di massa e
tempo
La massa si misura con la bilancia a bracci uguali:
la massa da misurare viene confrontata con masse campioni.
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La bilancia è in equilibrio: sui due piattelli
non c’è niente.
La bilancia è in equilibrio con 1,5 kg sul
piatto di sinistra; le mele hanno una
massa di 1,5 kg.

30. 30
Lezione 4 - Misure di massa e
tempo
La massa è una caratteristica intrinseca del corpo.
La massa si conserva se un corpo cambia posizione o se
viene messo in movimento (almeno a velocità non
prossima a quella della luce) o nelle reazioni chimiche.
Il peso è la forza con cui ogni corpo viene attratto verso il
centro di un pianeta; il peso dipende dalla massa del
corpo, ma anche dal raggio e dalla massa del pianeta.
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La densità è una caratteristica
delle sostanze omogenee solide,
liquide o gassose
Lezione 5 - La densità di una
sostanza
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32. 32
Lezione 5 - La densità di una
sostanza
Volumi uguali di sostanze diverse hanno massa diversa
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Le sostanze che contengono più massa sono più dense.

33. 33
Lezione 5 - La densità di una
sostanza
La densità di una sostanza è il rapporto tra la massa e il
volume che occupa.
Nel SI la densità si misura in kg/m
3
(si legge «kilogrammo
al metro cubo»).
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Lezione 5 - La densità di una
sostanza
La densità è una caratteristica di ogni sostanza.
•Un filo di rame e una grondaia di rame hanno la stessa densità.
In genere i solidi sono più densi dei liquidi, che a loro volta sono più
densi dei gas.
•La densità di un gas dipende dalla temperatura e dalla pressione a cui si
trova.
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Lezione 5 - La densità di una
sostanza
La densità viene misurata anche in
g/cm
3
.
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Nel misurare una grandezza si
possono commettere errori di
vario genere; il risultato di una
misura
è incerto
Lezione 7 - Gli errori nelle misure
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Lezione 7 - Gli errori nelle misure
Ogni volta che si effettua una misura si introducono diversi
tipi di errori; il valore della misura è caratterizzato da una
incertezza (o errore).
Gli errori accidentali sono dovuti al caso. Sono errori
imprevedibili e possono essere per eccesso o per difetto.
Gli errori sistematici sono quelli che si ripetono sempre allo
stesso modo, sempre per difetto o sempre per eccesso.
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Lezione 7 - Gli errori nelle misure
Nei casi più semplici, si può assumere
come errore l’incertezza dello strumento,
cioè il valore più piccolo che lo strumento
permette di leggere.
l = 1,7 ± 0,1 cm
Il numero dopo il simbolo ± è l’incertezza
sulla misura, o errore assoluto
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Il cronometro ha
un’incertezza
di 1/100 s.
Il righello ha un’incertezza
di 1 mm.

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In caso di misure ripetute, il risultato è il valore medio:
Lezione 7 - Gli errori nelle misure
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40. 40
L’errore relativo è
il rapporto fra errore assoluto e valore
medio; si può esprimere anche come errore percentuale.
Lezione 7 - Gli errori nelle misure
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Il numero di cifre con cui si scrive
il risultato di una misura fornisce
informazioni sull’incertezza della
misura stessa
Lezione 8 - Errori sulle misure indirette
e cifre significative
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Misura indiretta di una grandezza G ottenuta come
somma (G = A + B ) o differenza (G = A – B) di grandezze.
Gli errori assoluti si sommano:
errore assoluto su G =
= errore assoluto su A + errore assoluto su B
Lezione 8 - Errori sulle misure indirette
e cifre significative
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Grandezza ottenuta come prodotto (G = AB) o quoziente
(G = A/B) di grandezze.
Gli errori relativi si sommano:
errore percentuale su G = errore percentuale su A + errore percentuale su B
Lezione 8 - Errori sulle misure indirette
e cifre significative
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Lezione 8 - Errori sulle misure indirette
e cifre significative
In una misura con incertezza, si
chiamano cifre significative di una
misura le cifre certe e la prima
incerta:
l = 20,8 cm ± 0,1 cm
tre cifre significative; la terza cifra è incerta
l = 20,80 cm ± 0,01 cm
quattro cifre significative; la quarta è incerta
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Unità 1 -La misura delle
grandezze fisiche
Grandezze
fondamentali del SI
Grandezze fisiche
Grandezze
fondamentali
Grandezze
derivate
Misure
Lunghezza
Massa
Area
Volume
Misure
Dirette
Operazioni tra
grandezze
Misure
Indirette
Incertezza ed errori
Cifre significative e
arrotondamento
Notazione
scientifica
Densità
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