Ugo Amaldi
Corso di
fisica
Sesta edizione
Copyright © 2009 Zanichelli editore
Unità
Unità 11
Le grandezze
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1. Di che cosa si occupa la fisica?
La fisica (dal greco ):
• studia i fenomeni naturali, come la luce o l’energia
contenuta nella materia;
• parla di grandezze, cioè di quantità che possono
essere misurate mediante strumenti;
• cerca di trovare delle leggi, cioè delle relazioni tra
queste grandezze espresse mediante equazioni
matematiche (per es. la nota formula E = mc2);
• costruisce modelli e teorie, cioè descrizioni
semplificate e supportate da ipotesi, che cercano di
spiegare quanto descritto dalle leggi.
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Le parti della fisica
• Meccanica: equilibrio e movimento dei corpi
• Termologia: trasmissione del calore
• Acustica: generazione e propagazione del suono
• Ottica: studio dei fenomeni luminosi
• Elettromagnetismo: fenomeni elettrici, magnetici e
loro correlazione
• Fisica Atomica e subatomica
• Astrofisica e Cosmologia
• Biofisica
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2. La misura delle grandezze
Grandezza: quantità fisica misurabile
Misurare: confrontare la grandezza con l'unità di
misura, ossia dire quante volte l'unità di misura è
contenuta nella grandezza in esame
Unità di misura: grandezza omogenea presa come
campione
Misura: rapporto tra grandezza di unità di misura
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2. La misura delle grandezze
Misura = grandezza
unità di misura
E' un numero puro perché è il rapporto di due entità
omogenee.
numero
unità di
misura
simbolo
V = 4,23 L
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3. Le definizioni operative
Definizione operativa di una grandezza fisica:
• descrizione degli strumenti necessari;
• determinazione di un protocollo con cui
utilizzarli.
Per le grandezze derivate (definite a partire da
quelle fondamentali) può servire più di uno
strumento di misura.
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Un esempio: la velocità
Strumenti:
•Metro
•Cronometro
Protocollo: A) misurare la distanza; B) e C):
misurare il tempo di percorrenza
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4. Il Sistema Internazionale di Unità
Nasce nel 1960, è adottato per legge nell'Unione
Europea ed attualmente è in vigore in 51 Stati.
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Regole di scrittura
Regole di scrittura dei simboli delle unità di misura:
• I simboli seguono sempre il valore numerico
(es. 5,2 m e non m 5,2)
• Non vanno mai seguiti dal punto
(es. 2 s e non 2 s.)
• Vanno scritti con l'iniziale minuscola, eccetto quelli
derivanti da nomi propri. In questo caso il nome
completo dell'unità va comunque minuscolo.
(es. km e non Km, ma W e non w per watt, A e non a
per ampere)
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I prefissi
Per multipli e sottomultipli delle unità di misura si usano i
prefissi (alcuni con le lettere maiuscole).
Esempi
10 km = 104 m = 107 mm
2 mg = 2 x 10-6 kg =
= 2 x 103 g
1 Gbyte = 103 Mbyte =
=106 kbyte
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5. L'intervallo di tempo
Unità di misura: il secondo è l'intervallo di tempo
impiegato da un'onda elettromagnetica emessa dagli
atomi di Cesio per compiere 9 192 631 770 oscillazioni.
Definizione operativa:
Strumento di misura: cronometro
Protocollo: avvio (A) ed arresto (B) del cronometro
all'inizio ed alla fine dell'intervallo da misurare
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6. La lunghezza
Unità di misura
Il metro è la distanza percorsa dalla luce, nel vuoto, in
un intervallo di tempo di 1/299 792 458 di secondo (nel
1791: 1/40 000 000 del meridiano terrestre).
Definizione operativa
• Strumento di misura: un metro (o riga, o calibro, o
distanziometro, a seconda dell'ordine di grandezza)
• Protocollo: si fa coincidere la prima tacca dello strumento
con l'inizio della lunghezza da misurare e si legge sulla
scala il valore corrispondente all'estremità finale.
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7. L'area e il volume
AREA
Unità di misura: m2
Multipli e sottomultipli:
1 km2 = 106 m2
1 hm2 (ettaro) = 104 m2
1 cm2 = 10- 4 m2
1 mm2 = 10- 6 m2
VOLUME
Unità di misura: m3
Multipli e sottomultipli:
1 km3 = 109 m3
1 dm3 (litro) = 10-3 m3
1 cm3 = 10- 6 m6
1 mm3 = 10- 9 m3
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8. La massa inerziale
Caratterizza la “quantità di materia” di cui un oggetto è
fatto.

Descrive l'inerzia, cioè la resistenza che il corpo
oppone a raggiungere, da fermo, una certa velocità.
(una massa maggiore è più “difficile” da muovere).

Unità di misura: il kilogrammo (kg)
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La massa inerziale ed il peso
• Massa: caratteristica intrinseca di ogni corpo. Si
può misurare con la bilancia a bracci.
• Peso: forza con cui il pianeta su cui ci troviamo ci
attrae verso il suo centro. Si misura con la bilancia a
molla.
Ponendo il campione della massa di 1 kg su una
normale bilancia da cucina, posta sulla Luna,
quest'ultima indicherebbe una valore di circa 160 g.
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La definizione operativa della massa inerziale
• Strumento di misura: carrello delle masse. (Oggetti più
leggeri oscillano più rapidamente). E' usato anche dagli
astronauti nello spazio.
• Protocollo: si confronta il periodo di oscillazione del corpo
da misurare con quello di masse note.
Quotidianamente si usa la
bilancia a bracci.
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9.La densità
• E' il rapporto tra la massa di un corpo ed il suo volume.
• Indica quindi la massa di un m3 di sostanza.
A parità di volume, un corpo più denso ha massa
maggiore.
Acqua: d = 1000 kg/m3( a 4°C)
Ferro : d = 7870 kg/m3
Oro: d = 19300 kg/m3
Olio d'oliva: d = 920 kg/m3
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Le grandezze unitarie
• Si dicono unitarie tutte le grandezze definite come
rapporto di altre due grandezze.
• Sono dette unitarie perché rappresentano il valore della
grandezza al numeratore per ogni unità di quella al
denominatore.
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10.Le dimensioni delle grandezze
• Si dicono derivate tutte le grandezze definite a partire da
quelle fondamentali.
• Le dimensioni fisiche indicano in quale modo si ottiene la
grandezza da quelle fondamentali.
• L'unità di misura si ottiene a partire da quelle delle
grandezze fondamentali che le definiscono.
Esempi: la velocità, la densità, il volume, l'area.
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Le grandezze derivate: dimensioni fisiche
Esempio:
• Le dimensioni fisiche si ottengono sostituendo nella
definizione della grandezza le grandezze fondamentali
Dimensioni
fisiche:
• L'unità di misura si ottiene sostituendo nella
definizione della grandezza le unità delle grandezze
fondamentali
Unità di misura di v:
m/s (metro al secondo)
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