UNITA’ di MISURA e DIMENSIONI delle OSSERVABILI FISICHE Lo studio dei fenomeni naturali si basa sulle osservazioni sperimentali e richiede la misura di certe grandezze fisiche. Le grandezze fondamentali sono: 1.lunghezza ( geometria) 2.tempo (astronomia cinematica) 3.massa ( dinamica) 4.temperatura ( termodinamica) 5.intensità di corrente elettrica ( elmgn.) 6.intensità luminosa ( ottica) 7.quantità di sostanza Ai fini della misurazione di una grandezza G sono necessari una Unità di misura ad essa omogenea UG e uno Strumento G = n UG n R Le Unità di Misura del Sistema Internazionale (S.I.) sono: 1.lunghezza metro (m) 2.tempo secondi (s, non sec) 3.massa kilogrammo (kg) 4.temperatura kelvin (K, non °K) 5.intensità di corrente elettrica Ampere (A) 6.intensità luminosa candela (cd) 7.quantità di sostanza mole (mol) Ordine di grandezza Prefisso Potenza di 10 -12 pico nano micro 10 -9 10 -6 10 milli centi deci …….. kilo mega giga -3 10 -2 10 -1 10 1 3 10 6 10 9 10 Abbreviazione p n m c d …….. k M G ORDINE DI GRANDEZZA DI ALCUNE LUNGHEZZE in METRI (m) 1027 1023 1019 1016 1014 1011 4 x 108 105 102 10-1 10-4 10-7 10-10 10-14 Dimensioni dell'Universo Distanza della galassia più vicina Raggio della nostra galassia 1 anno luce Sistema solare Distanza Terra-Sole Distanza Terra-Luna Distanza Parma - Reggio Emilia Lunghezza di un campo da Football Lunghezza di una matita Spessore di un foglio di carta Spessore di un sottile strato d'olio Raggi atomici Raggi nucleari ORDINE DI GRANDEZZA DI ALCUNE MASSE in 30 2 x 10 6 x 1024 7 6 x 10 1 8 x 10 10-4 -13 10 -27 10 10-30 Sole Terra Nave Uomo Mosca Granello di polvere Protone Elettrone Kg ALCUNI INTERVALLI DI TEMPO in 17 10 11 10 3.1 x 107 3 x 103 1 10-3 10-7 -10 10 -15 10 -21 10 SECONDI Età della terra (3 x 10 9 anni) 3 Dalla civiltà greca a oggi (3 x 10 anni) 1 anno Durata media di una lezione Tempo tra due battiti del cuore Periodo delle onde sonore Periodo delle onde radio Vita media di alcune particelle elementari Periodo delle vibrazioni atomiche Periodo delle vibrazioni nucleari Esercizi 1. Un atleta percorre 1600 m in 4 min. Qual è la sua velocità media in km/h? 2. 1/4 di litro di un liquido pesa 0.24 kg. Qual è la sua densità in g/cm3? ( = Massa / Vol 1 l = 1 dm3) Esercizi 3. Durante un esperimento in un acceleratore circolare di raggio 1000 m i protoni compiono 50.000 giri. Qual è la distanza da totale da essi coperta? In che rapporto sta con la circonferenza della terra? ( Raggio Terra = 6350 km ) Esercizi 4. Quanto impiega la luce per arrivare dal sole sulla terra? Quanta strada percorre in un ns? ( c = 300000 km/s Dist Terra-Sole 1.5 x 1011 m ) 5. Una nave spaziale viaggia alla velocità di 9/10 della vel. della luce c. Quanto tempo impiegherà per raggiungere la galassia più vicina? 6. Quante volte ha battuto il tuo cuore da quando sei nato? (1 battito/s) Esercizi 7. Quanti cm2 vi sono in un’area di 6 km2 ? Quanti ettari (ha) ? (1 ha = 10000 m2) 8. In un pluviometro con area di base 1000 cm2 si raccolgono 3600 cm3 di acqua. A quanti mm di pioggia corrispondono? A quale intensità oraria se è piovuto per 30 min? E se l’evento fosse durato 3 h? LUNGHEZZE pollici piedi yard miglia centimetri metri 1 0.08333 0.02778 1.5 x 10-5 2.54 0.0254 piede (foot) 12 1 0.33333 1.89 x 10-4 30.48 0.3048 yard 36 3 1 5.68 x 10-4 91.44 0.914401 miglio (mile) 63360 5280 1760 1 centimetro 0.394 39.37 metro 0.03281 0.01094 6 x 10-6 3.28083 1.09361 6.21 x 10-4 pollice (inch) Es. 160934.72 1609.347 1 0.01 100 1 60 ys = 60 *0.914 m = 54.840 m 15’’ = 15 * 2.54 cm = 38.10 cm TEMPERATURA Conversioni da: a: moltiplicare per grado Celsius (°C) Kelvin (K) grado Celsius (°C) grado Fahrenheit (°F) t/°F = 1.8 * t/°C + 32 grado Celsius (°C) grado centigrade (°C) 1 grado Fahrenheit (°F) grado Celsius (°C) grado Fahrenheit (°F) Kelvin (K) Kelvin (K) grado Celsius (°C) Es. T/K = t/°C +273.15 t/°C = (t/°F - 32)/1.8 T/K = (t/°F + 459.67)/1.8 t/°C = T/K - 273.15 25°C = (25 +273.15) K = 298.15 K 86°F = (86 -32)/1.8 °C = 30 °C PRESSIONE Conversioni da: a: moltiplicare per pascal (Pa) kg / m s2 = N / m2 1 atmosfera (atm) pascal (Pa) 1 atm = 1.01325 x 105 Pa bar (bar) pascal (Pa) 1 bar = 105 Pa bar (bar) centimetro d'acqua (cmH2O) kilopascal (kPa) 1 bar = 100 kPa pascal (Pa) 98.0665 millibar (mbar) pascal (Pa) 1 mbar = 100 Pa millibar (mbar) kilopascal (kPa) 0.1 torr (Torr) millimetro di mercurio (mmHg) pascal (Pa) 133.3224 torr (Torr) 1 ENERGIA e POTENZA Conversioni da: a: moltiplicare per joule (J) caloria (cal) 1 J = 0.239 cal caloria (cal) joule (J) 1 cal = 4.186 J langley (cal/cm2) J/m2 4.186 X 104 joule per secondo (J/s) watt (W) 1 2 calorie per min (cal/min) watt (W) 6.9733 x 10 calorie per secondo (cal/s) watt (W) 4.186 kilocalorie per s (kcal/s) Cavalli Vapore (CV o HP) kilowatt ora (kW h) watt (W) watt (W) joule (J) 4.186 X 103 735.5 3.6 x 106 Approssimazione delle cifre decimali ESEMPI: Approssimare a 3 cifre decimali 2.17161 2.172 2.17149 2.171 Per eccesso Per difetto 2.1715 2.172 2.1725 2.173 2.172555 2.173 2.172455 2.172 Per convenzione il 5 si approssima per eccesso Approssimazione delle cifre decimali Il risultato di una operazione deve essere approssimato allo stesso numero di cifre decimali del dato con il maggior numero di cifre decimali. 0.983 x 5.2 = 5.1116 5.112 5.1756 x 12.42 = 64.28095 64.2810 17.25 / 6.333 = 2.723828 2.724 GRANDEZZE FONDAMENTALI PER UNA CORRETTA CARATTERIZZAZIONE CLIMATICA DEL TERRITORIO - Pioggia (mm) - Temperatura dell’aria (°C) - Umidità relativa (%) - Evaporazione (mm) - Radiazione solare (W/m2) -Vento - intensità (m/s) - direzione (°) Condizioni particolari STAZIONI AGROMETEOROLOGICHE STANDARD