Grandezza fisica
È una proprietà alla quale possiamo associare un valore mediante una misura.
Le Grandezze Fisiche
Una scheda interattiva per capire che cosa può essere misurato, che cosa significa misurare e perché servono unità condivise.
OsservazioneApplichiamo il metodo sperimentale
Per comprendere che cosa sono le grandezze fisiche e come vengono misurate, partiamo dall’osservazione di un fenomeno.
Utilizzeremo un pendolo semplice, costituito da un piccolo corpo sospeso a un punto fisso mediante un filo. Se il corpo viene spostato dalla posizione di equilibrio e poi lasciato libero, il pendolo oscilla.
La prima fase del metodo sperimentale è l’osservazione del fenomeno.
Apri la simulazione del pendolo e interagisci liberamente con essa. Modifica i parametri disponibili e osserva attentamente che cosa accade al moto del pendolo.
Per ora non cercare formule o relazioni: osserva il fenomeno e cerca di capire quali elementi potrebbero modificarne il comportamento.
DomandaDal fenomeno alla misura
Hai osservato il pendolo mentre oscilla. Ora proviamo a descrivere il fenomeno in modo più preciso.
Quanto tempo impiega il pendolo a compiere un’oscillazione completa?
È la prima domanda a cui cercheremo di rispondere seguendo il metodo sperimentale.
Grandezze fisicheQuali caratteristiche del sistema entrano in gioco nella misura del tempo?
Per rispondere alla nostra domanda dobbiamo osservare più attentamente il sistema che stiamo studiando. Nella simulazione possiamo riconoscere e modificare alcune caratteristiche: la lunghezza del filo, la massa della sferetta, l’angolo iniziale e la gravità.
Queste quantità sono esempi di grandezze fisiche.
Una grandezza fisica è una proprietà di un corpo, di un sistema o di un fenomeno che può essere misurata, cioè espressa quantitativamente. Altre caratteristiche, come la marca di un oggetto o un giudizio sulla sua bellezza, non sono grandezze fisiche, in quanto non sono misurabili.
Cosa significa misurare?
Idea chiaveMisurare significa confrontare
Per misurare una grandezza fisica la confrontiamo con una grandezza dello stesso tipo scelta come riferimento, chiamata unità di misura. Nelle misure dirette, misurare significa stabilire quante volte l'unità scelta è contenuta nella grandezza che vogliamo misurare.
Una volta effettuata la misura, come scriviamo il risultato?
Il risultato di una misura si esprime mediante un numero accompagnato da un'unità di misura.
grandezza = numero × unità di misura
Per esempio: l = 2,5 m, dove 2,5 è il valore numerico della misura e m è l'unità di misura.
Misurazione
Consiste nel determinare il valore di una grandezza. Nelle misure dirette ciò avviene confrontandola con un'unità di misura.
Procedimento
Per misurare una grandezza bisogna stabilire quali strumenti usare e quali operazioni compiere, in modo che la misura possa essere ripetuta.
Unità condivise
Le unità devono essere definite in modo univoco, stabile e riproducibile, così che le misure possano essere confrontate.
Le grandezze fondamentali del Sistema Internazionale
Il Sistema Internazionale (SI) utilizza sette grandezze fondamentali, alle quali corrispondono sette unità di base. Le altre grandezze possono essere ricavate combinando le grandezze fondamentali.
| Grandezza fondamentale | Unità di base | Simbolo |
|---|---|---|
| Lunghezza | metro | m |
| Massa | chilogrammo | kg |
| Tempo | secondo | s |
| Intensità di corrente elettrica | ampere | A |
| Temperatura termodinamica | kelvin | K |
| Quantità di sostanza | mole | mol |
| Intensità luminosa | candela | cd |
Grandezze derivate
Le grandezze derivate si ottengono combinando tra loro le grandezze fondamentali mediante relazioni matematiche. Sono grandezze derivate, per esempio, l'area, il volume, la velocità, la densità e la forza. Anche le loro unità di misura si ricavano dalle unità di base.