Esempio di file per le dispense di Fisica Tecnica



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Vittorio Cannas – matr. 110263 – Lezione del 8/10/01 – ora 16:30-18:30

UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI PARMA

FACOLTA’ DI INGEGNERIA


SISTEMI DI UNITA’ DI MISURA

INDICE:


  • PROCEDIMENTO DI ASTRAZIONE DI UN PROBLEMA.

  • UNITA’ DI MISURA.

  • SISTEMA INTERNAZIONALE.

  • PRECISIONE E ACCURATEZZA.

  • MISURA DELLA TEMPERATURA.

  • IL TERMOMETRO E LA SUA TARATURA.

  • I VARI TIPI DI TERMOMETRO.

  • APPUNTAMENTI INTERNAZIONALI PER I SETTORI DELL’AUTOMAZIONE E COMPONENTISTICA

  • BIBLIOGRAFIA


ASTRAZIONE DI UN PROBLEMA.
I problemi che spesso incontriamo nascono dal mondo reale, ma non sempre sono risolvibili internamente ad esso.
Il mondo reale è costituito da ciò che ci circonda: auto ,case, alberi, ecc.

Nel mondo reale ci sono problemi che si possono risolvere anche senza l’ausilio della fisica e della matematica. Per la loro risoluzione si può procedere con metodi empirici che assumono la denominazione di “soluzione diretta del problema”.


Ad esempio un problema può essere affrontato e risolto per tentativi.

Non sempre però è possibile risolvere il nostro problema in modo diretto, occorre allora ‘sollevarsi’ dal mondo reale e cercare di guardare il problema con il dovuto distacco.

Quindi per semplificare e velocizzare il procedimento di risoluzione entriamo in quello che viene chiamato il mondo della fisica che è scienza esatta, la quale, partendo da principi non dimostrati (postulati), sviluppa per successive deduzioni l’intero complesso di proposizioni costituenti la scienza stessa. Il complesso di proposizioni così ottenuto si definisce “autofondato “.
La tecnica invece, non ha nulla di scientifico; non utilizza il metodo ipotetico - deduttivo, ma predilige metodi più rapidi e intuitivi (es. tentativi). L’esattezza non appartiene alla tecnica che invece ha a che fare con l’accuratezza e la precisione.

La fisica tecnica si pone l’ obiettivo di creare un collegamento tra la fisica e la tecnica: l’unione tra una scienza esatta (la fisica) e ciò che scienza non è (la tecnica).

Fig.1 – procedimento di astrazione.
Come si evince in Figura 1, esiste una dimensione diversa tra i due mondi in esame.

Il passaggio dal mondo reale al mondo della fisica ed il ritorno al mondo reale attraverso l’operazione di applicazione, avviene mediante il procedimento di astrazione.


Durante l’astrazione, si vuole creare una rappresentazione della grandezza fisica (mediante l’operazione di misura) della quale si ha solo una percezione nel mondo reale.

Bisogna prestare attenzione perché nei procedimenti di astrazione e applicazione si possono perdere delle informazioni. Inoltre non tutte le grandezze fisiche sono misurabili e la metodica stessa di misura può causare variabili fisiche diverse.


Il mondo della fisica non è fatto di oggetti come il mondo reale, bensì di grandezze fisiche. Una grandezza fisica è un attributo dell’oggetto che stiamo studiando; da osservare però il fatto che non tutti gli attributi di un oggetto costituiscono una grandezza fisica.
Affinché una grandezza sia misurabile devono accadere due cose:

  1. che esista un’unità di misura per la grandezza;

  2. che sista un procedimento operativo che consenta la misura.

Se non si verifica una delle due cose si dice che la grandezza non è misurabile.

Per esempio solo ultimamente la temperatura è diventata una misura univocamente riconosciuta in quanto prima ne esistevano diverse (celsius, termodinamica, gas perfetto).

A tutt’oggi l’odore, il colore, il sapore sono grandezze fisiche non misurabili.
Nel mondo della fisica possiamo individuare 3 livelli molto importanti, che vengono indicati più di seguito in ordine di veridicità decrescente:


  1. Principi Fisici : I principi fisici rappresentano il più elevato livello di veridicità nel mondo fisico e non possono essere messi in discussione.

  2. Leggi Fisiche : Le leggi fisiche approssimativamente vere descrivono il comportamento di oggetti ideali che nella realtà non esistono ad esempio possiamo pensare ai gas perfetti alcuni dei quali si comportano in modo approssimato. Altra importante caratteristica delle leggi fisiche è che possono essere migliorate (i principi fisici no!).

  3. Equazioni Empiriche : Le equazioni empiriche hanno il più basso livello di veridicità. Esse hanno una validità limitata in quanto si applicano solo in determinate condizioni. La costruzione di una equazione empirica parte dalla conoscenza di alcuni dati sperimentali, i quali vengono poi correlati da varie formule. Le equazioni empiriche sono molto pratiche da utilizzare, ma bisogna ricordare che non contengono una verità assoluta, e soprattutto, che se si esce dal campo di validità della formula i risultati non sono più attendibili.

Una volta eseguite le misurazioni necessarie, quando queste sono possibili, si sfruttano le equazioni formali della fisica. Ad esempio la legge di Newton:



è un’equazione formale.

A ogni simbolo corrisponde una grandezza fisica che deve essere misurabile.

Se ne risultasse una non misurabile si potrebbe affermare che l’equazione è falsa.

Successivamente all’equazione formale si passa a quella numerica in cui ad ogni simbolo si associa un numero e la sua corrispondente unità di misura.



Il mondo della fisica non è però in grado di risolvere tutti i problemi del mondo reale, o meglio necessita di strumenti matematici più precisi quali il calcolo infinitesimale e le equazioni differenziali.

A questo punto seguendo lo stesso procedimento di prima per il mondo reale, cerchiamo di elevarci ad un più alto livello di astrazione: Il mondo della matematica.


In Figura 2 possiamo notare la posizione più elevata del mondo della matematica rispetto al reale e della fisica. Anche in questo caso utilizzeremo una nuvola come rappresentazione della diversa dimensione esistente tra il mondo della matematica e quello della fisica.

Fig.2 – Passaggio dal mondo della fisica a quello della matematica.


Come già detto, i problemi che si presentano nel mondo reale possono essere risolti normalmente anche senza l’ausilio di altri “mondi”, ma spesso, impiegare strumenti elevati come la fisica o la matematica avanzata, rende raggiungibili obbiettivi che, diversamente, richiederebbero in alcuni casi tempi enormi. Per contro bisogna però tener presente che in certi casi le soluzioni pratiche sono più efficaci e rapide.

In definitiva, è l’ingegnere che caso per caso deve decidere qual è la strada migliore da seguire.







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