Unità di misura

Indagine scientifica: gli oggetti della scienza sono quelle cose o quei processi che possono essere individuati e definiti e possono essere misurati. Si tratta di fenomeni che possono essere studiati con un’osservazione attenta e controllabile da chiunque.
Grandezze fisiche: proprietà misurabili degli oggetti e dei fenomeni. Vengono misurate con l’aiuto di strumenti che consentono di studiare gli aspetti della natura che sfuggono ai nostri sensi.
Suddivisioni scienza:
•Meccanica: studia i fenomeni del movimento
•Termologia: studia i fenomeni termici
•Acustica: studia i fenomeni sonori
•Ottica: studia la natura della luce e i fenomeni ai quali essa da luogo
•Elettromagnetismo: studia i fenomeni elettrici e magnetici
•Fisica atomica e subatomica: studia l’atomo, il nucleo atomico e i costituenti ultimi dell’Universo
Metodo scientifico: o metodo sperimentale. È lo strumento cardine dell’indagine scientifica; ha consentito alla scienza di prevedere il comportamento dei sistemi fisici. Fasi:
1.Raccolta delle informazioni già note sul sistema che si vuole studiare
2.Osservazione preliminare dei fenomeni che avvengono nel sistema
3.Scelta delle grandezze fisiche e individuazione degli effetti secondari
4.Ipotesi di lavoro sulle relazioni tra grandezze fisiche
5.Esperimenti ripetuti con misurazione delle grandezze, minimizzazione degli effetti secondari e cambiamento delle condizioni nelle quali gli esperimenti si svolgono
6.Deduzioni circa le conseguenze degli esperimenti
7.Sintesi delle deduzioni con le altre informazioni disponibili
8.Enunciazione della legge sperimentale. In questa fase si opera una generalizzazione (processo di induzione) in quanto assume che la legge enunciata si applichi a casi generali rispetto a quelli studiati.
Legge sperimentale: non può mai essere considerata vera una volta per tutte. È una previsione del futuro. Finché i fenomeni che studiamo obbediscono alla legge diciamo che non abbiamo incontrato i limiti di validità della legge. La legge si esprime attraverso relazioni algebriche o equazioni.
Unità di misura:
•Metro: lunghezza
•Kilogrammo: massa
•Secondo: intervallo di tempo
•Ampere: intensità della corrente elettrica
•Kelvin: temperatura
•Candela: intensità luminosa
•Mole: quantità di sostanza
Costituiscono il Sistema Internazionale di Unità + 2 supplementari:
•Radiante: angolo piano
•Steradiante: angolo solido
Notazione esponenziale: sistema di scrittura che si serve delle potenze di 10. Esponente = n° di salti che compie la virgola. I numeri compresi tra 0 e 1 si possono scrivere usando esponenti negativi.
METRO: (m) distanza percorsa nel vuoto dalla luce nell’intervallo di tempo di 1/299 792 458 s. (prima era considerato la 40milionesima parte di un meridiano terrestre). L’anno luce è la distanza percorsa dalla luce in un anno. Sottomultiplo che non appartiene al SI è l’angstrom = 10 m (un decimiliardesimo di metro)
SECONDO: (s) si fonda sul periodo di un’onda elettromagnetica emessa da un atomo di Cesio. In natura ci sono fenomeni adatti per servire da unità di misura di durata, sono detti periodici poiché avvengono con un ritmo regolare.
KILOGRAMMO: dal 1889 si usa come massa campione quella di un cilindro di platino-iridio che ha altezza e diametro uguali a circa 39 mm. (prima era definito come la massa di un dm³ di acqua distillata a 4°C posta a livello del mare in una zona intermedia tra i poli e l’equatore). La bilancia misura la massa che ci dà un’idea di quanta materia è contenuta in un oggetto.
DENSITÀ: (Kg/m³) o massa volumica. Dipende dalla sostanza di cui un oggetto è costituito.
d = m/V
m = massa dell’oggetto
V = volume
La densità è uguale alla massa che è contenuta nell’unità di misura di volume.
Errori di misura:
•Accidentali: variano in modo imprevedibile da una misura all’altra.
•Sistematici: avvengono sempre per eccesso o per difetto
Teoria degli errori di osservazione: consente di calcolare il valore più attendibile di una grandezza quando si abbiano solo errori accidentali; il valore più attendibile si ottiene facendo la media dei risultati delle misure.
Errore massimo: (Em) o assoluto. Differenza tra il valore più grande e quello più piccolo delle misure e poi si divide per 2.
Errore relativo: rapporto tra errore massimo e il valore medio. (errore relativo percentuale se è espresso in %)
Caratteristiche degli strumenti di misura:
•Sensibilità: più piccola quantità che può essere misurata dallo strumento.
•Portata: massimo valore delle grandezze in esame che può essere misurato dallo strumento. (scala graduata ha una portata uguale al suo valore di fondo scala).
•Precisione: indice della qualità dello strumento utilizzato.
•Prontezza: velocità con cui lo strumento risponde a variazioni della quantità da misurare.
•Campo di misura: differenza tra valore massimo e minimo.