FISICA Scienza che descrive una classe di fenomeni naturali suscettibili di sperimentazione e che implicano grandezze misurabili. Sono argomenti di Fisica lo studio dei moti, l’interazione gravitazionale, nucleare, elettromagnetica, la struttura della materia, ….
Sono esclusi i fenomeni chimici, biologici, geologici, descritti da scienze omonime.
Sono esclusi i fenomeni chimici, biologici, geologici, descritti da scienze omonime.
Metodi descrittivi utilizzati da discipline scientifiche e non
Metodo Morfologico Metodo Classificatorio Metodo Misuratorio Metodo Statistico Metodo Analogico Metodo Scientifico |
Priorità del come sul perché
Nello studio dei fenomeni fisici occorre chiedersi prima come e dopo perché. L’inversione perché - come ha costituito il limite delle teorie filosofiche greche e di quelle teologiche. Si pensi per esempio alle teorie Aristoteliche in tema di costituzione della materia e alle prese di posizione della Chiesa Cattolica riguardo al moto relativo del sole rispetto alla terra.
Il metodo scientifico o galileiano
Fasi del metodo scientifico Osservazione del fenomeno Processi deduttivi: dal modello alla legge fisicaSchematizzazione Cause dominanti (1a approssimazione) Cause accessorie (Approssimazioni successive) Modello Scelta delle grandezze essenziali alla descrizione del fenomeno Esperimento Legge fisica (relazione matematica fra grandezze fisiche) _________________ Processi induttivi: dalla legge fisica alla previsione di nuovi fenomeni |  Schema semplificato delle fasi del metodo scientifico. |
Grandezze fisiche e loro misura
GRANDEZZA FISICA = ente suscettibile di definizione quantitativa, caratterizzato da un numero ed una unità di misura.
Al fine di evitare l'introduzione di concetti di dubbia utilità dannosi per il corretto sviluppo della Scienza, si pensi ad esempio al concetto di etere, ogni grandezza fisica va definita in modo operativa. Una definizione si dice operativa se vengono specificate univocamente ed universalmente , tutte le modalità di misura della grandezza.Pertanto, una definizione operativa di una grandezza si basa sul concetto di misura.
MISURA = Insieme di PROCEDURE e di CONVENZIONI che consentono di assegnare ad una grandezza un valore ed una unità di misura.
Unità di misura = intensità di una grandezza fisica alla quale si rapporta l’intensità di tutte le grandezze della stessa specie.
Procedure = Insieme di operazioni tecniche e di relazioni matematiche che correlano una grandezza ad un’altra della stessa specie assunta come unità di misura.
Convenzioni = scelta del campione di misura.
Campione di misura = sistema fisico che realizza ‘unità di misura.
Procedure = Insieme di operazioni tecniche e di relazioni matematiche che correlano una grandezza ad un’altra della stessa specie assunta come unità di misura.
Convenzioni = scelta del campione di misura.
Campione di misura = sistema fisico che realizza ‘unità di misura.
Requisiti dei campioni di misura
Precisione Invarianza Riproducibilità Accessibilità |
Misure | |
Dirette coinvolono grandezze omogenee | Indirette coinvolgono grandezze non omogenee |
Misure dirette | |
Procedure | convenzioni |
| Criterio del confronto e criterio della somma | Unità di misura, Campione di misura |
| Esempi: misure di tempo, di distanze, di quantità di materia | |
Misure indirette | |
Procedure | convenzioni |
| Operazioni tecniche + relazioni matematiche | Unità di misura derivate |
Es.: l’altitudine y si può determinate mediante misure di pressione atmosferica utilizzando la relazione  con P0 = pressione atmosferica al livello del mare, y0 = 8.5 Km | |
Sistema di unità di misura Insieme prescelto di unità di misura
Ogni sistema distingue le grandezze in fondamentali e derivate. Le grandezze fondamentali sono grandezze indipendenti le cui unità di misura sono scelte arbitrariamente. Le grandezze fondamentali costituiscono un nucleo di poche grandezze dalle quali si ottengono tutte le altre. Le grandezze derivate sono quelle definite da una relazione in rapporto a grandezze fondamentali.
Il sistema di misura attualmente più diffuso è il Sistema Internazionale (SI).
SI | |
GRANDEZZE FONDAMENTALI | |
| Lunghezza | m (metro) |
| Tempo | s (secondo) |
| Massa | Kg (chilogrammo) |
| Temperatura | K (grado Kelvin) |
| Intensità di corrente | A (Ampère) |
| Intensità luminosa | c (candela) |
| Quantità di materia | mol (mole) |
Si noti che intensità di corrente ed intensità luminosa nonostante siano definibili in funzione di lunghezza spazio e massa vengono comunque considerate indipendenti.
SI |
GRANDEZZE DERIVATE |
| Sono più di un centinaio Es.: area (m2) velocità (m/s) forza (N) Energia (J), frequenza (H)…….. |
Tipi di grandezze fisiche
Esistono vari tipi di grandezze fisiche. Esse sono caratterizzate da uno o più numeri e da una unità di misura.
| Grandezze adimensionali |
| sono espresse solo da un numero. Sono indipendenti dal sistema di misura in quanto sono definite come il rapporto fra due grande equidimensionate. Es.: Coefficiente di attrito statico, Numero di Mach, coefficiente di portata, |
| Grandezze scalari |
| sono caratterizzate da un numero e da una unità di misura |
| Es.: massa, tempo, temperatura, energia,… |
| Grandezze vettoriali |
| sono caratterizzate da tre numeri ed una unità di misura. |
| Es. Posizione, velocità, forza, momento angolare, campo elettrico,... |
| Grandezze tensoriali |
| sono caratterizzate da più di tre numeri e da una unità di misura |
| Es. momento d’inerzia, polarizzabilità elettrica, costante dielettrica,… |
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