Misurare una grandezza
La Grandezza1. La grandezza è una caratteristica misurabile.
Lunghezza Massa Peso Volume
Capacità Densità Peso specifico Superficie
Pressione Forza Lavoro Potenza
2. Misurare una grandezza
Per misurare una grandezza sono necessari: • Una unità di misura
• Un campione di misura • Uno strumento di misura
Misurare una grandezza significa “Confrontare l’unità di misura (campione) con
la grandezza da misurare cioè valutare quante volte l’unità di misura è contenuta nella grandezza.
5
m
Il numero indica quante volte l’unità di misura è contenuta nella grandezza
Il simbolo indica l’unità di misura utilizzata
L’unità di misura o campione di misura è una grandezza di riferimento a cui si
assegna valore 1 e con cui si confrontano tutti gli altri valori che la grandezza può assumere.
Lo strumento di misura è un dispositivo destinato a fare una misurazione.
3. Grandezze omogenee
Le grandezze sono omogenee se sono confrontabili. Esempio
Il metro e la lunghezza di una strada sono grandezze omogenee; il kg e il volume di un corpo non sono grandezze omogenee.
4. Misura diretta e indiretta
Una misura è diretta quando la grandezza da misurare viene confrontata con l'unità di misura ad essa omogenea.
m²; la misura della massa di un corpo è diretta se sulla bilancia metto il corpo da una parte e dei campioni di massa di 1kg dall'altra parte.
Una misura è indiretta quando la sua misura si deduce dalla misura di altre grandezze a essa non omogenee.
Esempi: La misura della superficie di una stanza è indiretta se uso il metro per misure le due dimensioni e una formula; La misura della velocità di una macchina è indiretta perchè uso il metro e i secondi secondo la formula s/t.
5. Sensibilità di uno strumento
La sensibilità di uno strumento è la più piccola misura che si può apprezzare con la scala di misura di uno strumento
NOTE STORICHE
Nel 1973 fu introdotto in Francia il sistema metrico decimale. La prima unità di misura istituita fu il metro (metron=misurare). Le unità di misura vengono definite dalla Conferenza generale delle misure e dei pesi.
L’XI Conferenza generale delle misure e pesi tenutasi nel 1960 a Parigi istituì il Sistema internazionale delle misure (SI)
Lunghezza Massa Tempo Corrente elettrica Temperatura termodinamica Quantità di sostanza Intensità luminosa metro chilogram mo secondo ampere kelvin mole candela m kg s A K mol cd
6. Unità di misura derivate
Le unità di misura derivate si ottengono dividendo le unità fondamentali.
La lunghezza
La prima unità di misura internazionale è il metro. Il metro è l’unità di misura della lunghezza.
Il campione di misura della lunghezza è un'asta di platino-iridio conservato presso il museo di Sevres di Parigi.
Lo strumento di misura principale è il metro
Il metro, nel 1791, fu definito “la decimilionesima parte della distanza tra polo nord ed equatore, lungo la superficie terrestre, calcolata sul meridiano di Parigi” Nel 1983 il metro fu definito “la distanza percorsa dalla luce nel vuoto in un intervallo di tempo pari a 1: 299.792.458 di secondo”.
Scala di misura
Mm km hm dam m dm cm mm μm
M= Mega G= Giga T=Tera μ= micron n= nano p=pico
• Micrometro è un milionesimo di metro (0,0000001 m) e viene utilizzato per
misurare i microrganismi e le cellule.
• Unità astronomica è la distanza media tra la Terra e il Sole (1
UA=149.600.000 km). Viene utilizzata per misurare le distanze nel nostro Sistema solare.
• Anno luce è la distanza percorsa dalla luce in un anno astronomico o solare
medio (9.461.000.000.000 km). Viene utilizzato per misurare le distanze astronomiche. La stella più vicina è Alpha Centauri 4,3 Anni luce.
La massa
La massa di un corpo è la quantità di materia in esso contenuta.
Misurare la massa significa quindi misurare la quantità di materia
contenuta in un corpo. Per misurare la massa di un corpo bisogna confrontare la sua quantità di materia con quella contenuta in un campione. L’unità di misura della massa è il kg.
1 kg è la massa contenuta in un dm3 (1 litro) di acqua distillata a 4°C e al
livello del mare.
Il campione di misura della massa è un cilindro di platino-iridio che misura 39 mm in altezza e diametro (1889).
Lo strumento di misura della massa è la bilancia a due piatti.
APPROFONDIMENTI Cosa è la materia?
• La materia è tutto ciò che ci circonda. La materia è fatta di sostanze.
• La sostanza è la forma o la qualità sotto cui si presenta un tipo di materia (zucchero, acqua distillata, sale, metano,…).
• Una porzione di materia è detta corpo. Un corpo è fatto da una o più sostanze.
• Acqua distillata: acqua senza alcuna presenza di sali minerali
• Acqua distillata a 4°C perché a questa temperatura l’acqua ha il volume minimo e cioè la massima densità
Scala di misura
Il peso
La forza peso di un corpo è la forza con cui un corpo che si trova sulla superficie terrestre è verso il centro della Terra.
L’unità di misura della forza peso è il Newton (N).
Lo strumento di misura è il dinamometro, costituito da una molla con una scala graduata.
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APPROFONDIMENTO
Sulla Terra al livello del mare, secondo Newton, un
corpo di massa m pari ad 1 kg è attratto verso il centro della Terra da una forza di gravità pari a 9,81N=1kgp; Pertanto al livello del mare 1kgm=1kgp. Sulla Luna 1 kg di massa viene attratta con una forza di 1,66N.
A cosa equivale 1 N?
1 N è la forza necessaria per spostare un corpo di 1kg di massa all’altezza di 1
metro in un secondo. ² 1 1 s m Kg N = m• kgm= 1 kg di massa m= metro s=secondo
Se sollevi 1 kg di acqua all’altezza di 1 m in 2 secondi hai applicato una forza
N s m Kgm 25 , 0 4 1 1 = •
N.B. Il campione del peso non esiste perché il peso non è una grandezza fondamentale.
Volume e capacità
Il volume è la misura dello spazio occupato da un corpo ( spazio=grandezza; volume= misura dello spazio occupato).
Unità di misura del volume: m3
Strumento di misura del volume: metro
La capacità è la misura di ciò che può contenere un contenitore. Unità di misura della capacità: l (litro)
Strumento di misura della capacità: contenitore graduato. Equivalenze volume-capacità Ricorda che: 1 m3= 1000 dm3 1 dm3= 1000 cm3 1 dm3= 0.001 m3 1 cm3= 0.001 dm3 Densità
La densità di un corpo è la massa contenuta in una unità di volume Formula: δ= M : V Formule inverse: M= δ x V V= M : δ Unità di misura: 3 cm g oppure 3 dm kg
Ogni sostanza ha una sua densità specifica:
• L'acqua ha δ=1 ( 1 cm3 di acqua ha una massa di 1g; 1 dm3 di acqua ha una
massa di 1kg)
• Il ferro ha δ=7,5 ( 1 cm3 di ferro ha una massa di 7,5 g; 1 dm3 di ferro ha una
Peso specifico
Il peso specifico di un corpo è il peso di una unità di volume Formula: ps= P : V Formule inverse: P= ps x V V= P : ps Unità di misura: 3 cm g oppure 3 dm kg
Ogni sostanza ha una suo peso specifico:
• L'acqua ha ps=1 ( 1 cm3 di acqua ha un peso sulla Terra 1g; 1 dm3 di acqua ha
una peso sulla Terra di 1kg)
Il peso specifico varia a seconda la posizione sulla Terra o la distanza da essa; sulla Luna il peso specifico è un sesto di quello sulla Terra.
Supponiamo di immergere un corpo in un liquido:
• se la densità del corpo è maggiore di quella del liquido allora il corpo va a fondo;
• se la densità del corpo è minore di quella del liquido il corpo rimane sospeso nel liquido. In quest'ultimo caso la parte emersa del corpo è uguale a
(densità corpo:densità liquido) x altezza corpo.
Un corpo alto 15 cm e con densità 0,8 viene immerso in un liquido che densità 1,2. La parte emersa del corpo sarà 0,8:1,2x15=10 cm.
