LE GRANDEZZE FISICHE
Lezione n.1 –Fisica
ITI «Torricelli» –S.Agata M.llo (ME)
Prof. Carmelo Peri
GRANDEZZE FISICHE
•
Si definisce grandezza fisica una qualunque
proprietà di un corpo o caratteristica di un
fenomeno che può essere misurata.
•
Misurare significa confrontare la grandezza con
l’unità di misura scelta cioè vedere quante
volte tale unità di misura è contenuta nella
grandezza da misurare.
UNITÀ DI MISURA
•
L’unità di misura è una grandezza che si assume
per riferimento e a cui, pertanto, si attribuisce un
valore pari a 1;
•
Questa grandezza per essere assunta ad unità di
misura deve essere scelta in modo inequivocabile;
•
L’unità di misura deve essere individuata
attraverso un campione che possa considerarsi
immutabile nel tempo e riproducibile.
SISTEMI DI UNITÀ DI MISURA

L’insieme delle unità di misura con cui vengono
definite le varie grandezze fisiche prende il nome
di sistema di unità di misura;

Esistono vari sistemi di unità di misura derivanti
da consuetudini locali ma la comunità scientifica,
alla conferenza internazionale dei pesi e delle
misure, nel 1960 ha deciso di dotarsi di un
sistema di misura universale che prende il nome
di SISTEMA INTERNAZIONALE (S.I.).
IL SISTEMA INTERNAZIONALE (S.I.)

Il sistema internazionale comprende 7 grandezze
fondamentali, stabilisce le loro unità di misura e quelle di
tutte le grandezze derivate.

I campioni delle unità di misura di queste grandezze fisiche
sono conservati nel museo internazionale dei pesi e delle
misure costruito a Sevres (una località vicino Parigi.

Si definiscono grandezze fisiche fondamentali quelle
grandezze fisiche che sono indipendenti da altre grandezze e
che possono misurarsi confrontandole con l’unità di misura;

Mentre si definiscono grandezze fisiche derivate quelle che si
ottengono (tramite apposite leggi) da relazioni che
contengono altre grandezze fisiche.
LE GRANDEZZE FONDAMENTALI DEL S.I.
Grandezza
Unità di
misura
Simbolo
Lunghezza
metro
m
Il metro è la distanza percorsa dalla luce nel vuoto in un intervallo di
tempo di 1/299 792 458 (un trecentomilionesimo) di secondo.
Massa
chilogrammo
Kg
Il kilogrammo è la massa del prototipo internazionale conservato al
museo dei pesi e delle misure (Sevres, Francia).
Tempo
secondo
s
Il secondo è il tempo che occorre perché si realizzino 9.192.631.770
(circa 9 miliardi e duecento milioni) periodi di oscillazioni dell’atomo di
Cesio 133
Temperatura
Kelvin
K
Il kelvin è la frazione 1/273.16 della temperatura termodinamica del
punto triplo dell'acqua.
Intensità
Luminosa
Candela
cd
La candela è l'intensità luminosa, in un'assegnata direzione, di una
sorgente che emette una radiazione monocromatica di frequenza
540x1012 Hz e la cui intensità energetica in tale direzione è 1/683
W/sr.
Intensità di
Corrente
Elettrica
Quantità di
sostanza
Ampere
A
Mole
mol
Definizione
L' ampere è la corrente che, se mantenuta in due conduttori paralleli
indefinitamente lunghi e di sezione trascurabile posti a distanza di un
metro nel vuoto, determina tra questi due conduttori una forza uguale a
2x10-7 newton per metro di lunghezza.
La mole è la quantità di sostanza che contiene tante entità elementari
quanti sono gli atomi in 0.012 kg di Carbonio 12.
MULTIPLI E SOTTOMULTIPLI





Spesso è consuetudine
utilizzare al
posto dell’unità di misura i suoi multipli e
sottomultipli a seconda della scala della
grandezza da misurare.
I multipli e i sottomultipli si indicano
aggiungendo un prefisso all’unità di
misura;
I multipli si ottengono moltiplicando
l’unità di misura per una potenza a base
10 con esponente positivo
I multipli si ottengono moltiplicando
l’unità di misura per una potenza a base
10 con esponente negativo
Ad es.: una lunghezza pari a l=10.000 m
(diecimila metri) può più agevolmente
essere indicata con 10 Km (dieci
chilometri)

infatti 10.000 m = 10 · 103 m = 10 Km
Prefisso
tera
giga
mega
kilo
etto
deca
deci
centi
milli
micro
nano
pico
femto
atto
Moltiplicatore Simbolo
1012
109
106
103
102
101
Unità di misura
10-1
10-2
10-3
10-6
10-9
10-12
10-15
10-18
T
G
M
k
h
da
d
c
m
µ
n
p
f
a
LA LUNGHEZZA

Definizione della lunghezza: La lunghezza è la grandezza che misura la distanza
geometrica tra due punti.

N.b.: La lunghezza, la larghezza e l’altezza di un solido sono esempi di lunghezza;

L’unità di misura della lunghezza: Nel S.I. l’unità di misura della lunghezza è il metro,
(simbolo [m] );

Il campione del metro: Il campione del metro è una sbarra di platino-iridio conservato
nel museo dei pesi e delle misure di sevres;


N.b.: il platino-iridio è una lega metallica che ha la proprietà di rimanere inalterata (entro certi limiti) con
il passare del tempo e con il variare della temperatura.
La definizione del metro: Il metro è la distanza percorsa dalla luce nel vuoto in un
intervallo di tempo di 1/299 792 458 (circa un trecentomilionesimo) di secondo.

N.b.: oltre a conservare in modo opportuno il campione è necessario fornire una definizione dello stesso
al fine di poter replicare il campione qualora lo stesso subisca alterazioni o nel caso peggiore venisse
smarrito.

I Multipli e i sottomultipli del metro: sono quelli derivanti dalla tabella
precedentemente indicata

Lo strumento di misura della lunghezza è il metro.
LA MASSA

Definizione della massa: la massa è la quantità di materia contenuta in un
corpo;

L’unità di misura della massa: Nel S.I. l’unità di misura della massa è il
chilogrammo, (simbolo [Kg] );

Il campione del chilogrammo: Il campione del metro è un cilindro di platinoiridio conservato nel museo dei pesi e delle misure di sevres;

La definizione del chilogrammo : Il kilogrammo è la massa del prototipo
internazionale conservato al museo dei pesi e delle misure (Sevres, Francia).

I Multipli e i sottomultipli del chilogrammo: dal momento che nel nome
dell’unità di misura è presente il prefisso chilo si utilizzeranno i prefissi
indicati nella tabella precedentemente indicata applicati al grammo [g].
Inoltre è uso comune usare anche come multipli il quintale pari a 102 Kg, la
tonnellata pari a 103 Kg

Lo strumento di misura della massa è la bilancia a braccia uguali.
IL TEMPO

Definizione del tempo: il tempo è la grandezza che misura la durata di un fenomeno

L’unità di misura del tempo: Nel S.I. l’unità di misura del tempo è il secondo,
(simbolo [s] );

Il campione del secondo: è insito nella definizione

La definizione del secondo: Il secondo è il tempo che occorre perché si realizzino
9.192.631.770 (circa 9 miliardi e duecento milioni) periodi di oscillazioni dell’atomo
di Cesio 133

Multipli:

Sottomultipli: decimo di secondo = 10-1 s – centesimo di secondo = 10-2 s millesimo di secondo = 10-3 s

Lo strumento di misura del tempo è il cronometro
min=60s , h=60 min = 3.600 s , giorno=24 h = 86.400 s
ALCUNE GRANDEZZE FISICHE DERIVATE
Grandezza
Unità di misura simbolo
definizione
Area
(misura l’estensione di una superficie)
Metro quadrato
m2
m·m
Volume
(misura dello spazio occupato da un corpo)
Metro cubo
m3
m·m·m
Densità
(il rapporto tra massa e volume)
Chilogrammo al
metro cubo
Kg / m3
Kg / m3
Velocità
(il rapporto tra spostamento e il tempo impiegato a
percorrerlo)
Metro al secondo
m / sec
m / sec
Forza
(una qualunque azione che tende a modificare lo stato di
quiete o di moto di un corpo)
Newton
N
Kg · m / sec 2
Pressione
(Ia forza agente per unità di superficie)
Pascal
Pa
N / m2
Energia
(la Capacità di una forza di compiere lavoro)
Joule
J
N·m
AREA

Definizione dell’area: l’area esprime la misura dell’estensione di una superficie

L’unità di misura dell’area: Nel S.I. l’unità di misura dell’area è il metro al quadrato,
(simbolo [m2] );

La definizione del metro quadrato: Il metro al quadrato è la misura della superficie di
un quadrato avente il lato pari ad un metro.

I Multipli e i sottomultipli del metro: sono quelli derivanti dalla tabella
precedentemente indicata

Misura dell’area di una superficie: se la superficie da misurare è regolare la misura
viene effettuata indirettamente misurando le grandezze caratteristiche geometriche
della figura; se la superficie è irregolare è possibile misurare l’area in modo diretto
sovrapponendo alla figura un opportuno foglio trasparente in cui sono impresse, in
modo opportuno, le unità di misura.
EQUIVALENZA DI AREE

A volte è necessario ricondurre la misura fornita sotto forma di multiplo o
sottomultiplo all’unita di misura. A tal scopo si sottopone il seguente metodo:

Supponiamo che si voglia sapere a quanti metri al quadrato corrisponde la misura di
A=56 Km2
 Si sostituisce al posto della K nella formula il valore corrispondente indicato
nella tabella cioè k=103 , si inserisce la moltiplicazione al posto degli spazi e
quindi si ottiene:
A= 56 · (103 m)2 = 56 · 106 m2 = 56.000.000 m2
Oppure, supponiamo che si voglia sapere a quanti metri al quadrato corrisponde la
misura di
A=236 cm2
 Si sostituisce al posto della «c» nella formula il valore corrispondente indicato
nella tabella cioè c=10-2 , si inserisce la moltiplicazione al posto degli spazi e
quindi si ottiene:
A= 236 · (10-2 m)2 = 236 · 10-4 m2 = 236 / 104 m2 =
= 0,0236 m2

VOLUME

Definizione di volume: il volume esprime la misura dello spazio occupato da un
corpo;

L’unità di misura del volume: Nel S.I. l’unità di misura dell’area è il metro cubo,
(simbolo [m3] );

La definizione del metro cubo: Il metro cubo è la misura dello spazio occupato da un
cubo avente il lato pari ad un metro.

I Multipli e i sottomultipli del metro cubo: sono quelli derivanti dalla tabella
precedentemente indicata

Misura del volume di un corpo solido: è possibile misurare il volume in modo
indiretto: utilizzando formule geometriche se il solido è regolare, oppure misurando
la variazione di volume immergendo il solido da misurare in un liquido;
Misura del volume di una sostanza allo stato liquido o aeriforme: si misura il volume
del recipiente che la contiene;

EQUIVALENZA DI VOLUMI

A volte è necessario ricondurre la misura fornita sotto forma di multiplo o sottomultiplo
all’unita di misura. A tal scopo si propone lo stesso metodo utilizzato per l’equivalenza di
aree:

Supponiamo che si voglia sapere a quanti metri cubi corrisponde la misura di
A=245
3
Km
 Si sostituisce al posto della K nella formula il valore corrispondente indicato nella
tabella cioè k=103 , si inserisce la moltiplicazione al posto degli spazi e quindi si
ottiene:
A= 245 · (103 m)3 = 245 · 109 m3 = 245.000.000.000 m2
Oppure, supponiamo che si voglia sapere a quanti metri al quadrato corrisponde la
misura di
A=236 cm3
 Si sostituisce al posto della «c» nella formula il valore corrispondente indicato nella
tabella cioè c=10-2 , si inserisce la moltiplicazione al posto degli spazi e quindi si
ottiene:
A= 236 · (10-2 m)3 = 236 · 10-6 m3 = 236 / 106 m2 =
= 0,000236 m2
