Fisica tecnica



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02.02.2018
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FISICA TECNICA
Jacopo MAUGERI Matricola n°132542
Lezione del 6-10-2000 Ora 10.30-12.30


SISTEMI DI UNITA' DI MISURA

I sistemi di unità di misura si possono suddividere in due grandi campi:


- GRANDEZZE FISICHE
- MISURE DI GRANDEZZE FISICHE
Per poter riuscire a comprendere il sistema di unità di misura c'è bisogno che esista il mondo reale costituito da cose e d esseri viventi che realmente esistono (case, alberi, persone, ecc.). Questo accade anche se alcuni dei più grandi pensatori mettono in dubbio l'esistenza di un mondo reale.

Nel mondo reale le certezze non esistono perché nulla è come crediamo che sia(es. : se noi avessimo il più preciso fra i metri di misurazione e misurassimo un oggetto, la misura che troveremmo al massimo potrebbe solo avvicinarsi alla vera grandezza dell'oggetto ma in nessun caso sarebbe giusta)

Oltre al mondo reale esiste anche un modo fisico fatto di certezze, di formule, di teoremi e relazioni; questo mondo esiste per dar modo di dare una verità matematico-scientifica.

Come tutte le scienze anche la fisica è una scienza esatta, ma pur sempre astratta; quando noi passiamo con la mente dal mondo reale a quello fisico percorriamo un procedimento chiamato "astrazione" . Per far capire meglio è come se noi fossimo nella terra tra le cose comuni e attraversassimo le nuvole per trasferirci su di un mondo sospeso dove le cose sono certe ma non reali.

Il primo passo per il processo di astrazione è la GRANDEZZA FISICA .

Una grandezza fisica è ad esempio la lunghezza; per questo motivo possiamo affermare che la grandezza fisica è un qualcosa che si pone in quel mondo che sta sopra quello reale; (es. : sò che attraverso un filo elettrico passa elettricità e quindi dico che è una grandezza).


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Il secondo passo è la MISURA; la misura è atta a determinare un numero che rappresenti l'unità di misura con la quale si descrive l'intensità della grandezza .

Si possono avere due aspetti : l'UNITA' DI MISURA(es. : quella della lunghezza è il m ) e la MISURA ( numero puro ) ( cioè quante volte il metro sta in una determinata lunghezza).

.

Oggi la maggior parte delle cose vengon fatte senza usare i calcoli, cioè senza sollevarsi al di sopra delle nuvole, perchè non si conoscono i dati precisi (es. : le società che costruiscono i forni non hanno impiegato dei calcoli per farli ma sono frutto di tentativi).

La regola fondamentale della fisica è l' OMOGENEITA' DIMENSIONALE .

Esistono due aspetti che bisognerebbe conoscere prima di eseguire dei calcoli per non fare della confusione ; questi sono :

1° - L'aspetto formale rappresenta solo l'estetica e da una precisione al progetto per limitare gli errori

2° - L'aspetto fondamentale che è dato dall'insiame dei calcoli.

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Es. :


In questo modo siamo giunti sino al concetto di UNIFORMITA' DIMENSIONALE.

SISTEMA INTERNAZIONALE COERENTI

Per quanto riguarda le unità di misura la convenzione vuole che ve ne siano due tipi:

1 - unità di misura FONDAMENTALI

2 - unità di misura DERIVATE.

Esistono 7 grandezze fisiche FONDAMENTALI:
1 - LUNGHEZZA L m

2 - MASSA M Kg

3 - TEMPO t s

4 - Intensità di corrente i A (ampere)

5 - TEMPERATURA T K (Kalvin)

6 - Intensità Luminosa I cd (candela)

7 - Quantità di Sostanza m Kmol (chilomole)
Il SISTEMA INTERNAZIONALE (SI) è un sistema di unità di misura adottato dalla XI Conferenza generale di pesi e misure, tenutasi a Parigi nel 1960; è indicato in tutto il mondo con la sigla SI, delle iniziali di Système International .
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Nella Conferenza, organizzata con lo scopo di adottare un sistema di misure universale, unificato e coerente, basato sul sistema MKS (metro-kilogrammo-secondo), sono state definite 6 grandezze fondamentali; una settima unità fondamentale fu introdotta nel 1971 ed è la mole.



LUNGHEZZA : Il metro, unità di misura fondamentale per le lunghezze, fu originariamente definito in seguito come la distanza tra due linee fini incise su di un'asta di platino-iridio. Nel 1960 tuttavia La Conferenza lo ridefinì assumendo come riferimento la lunghezza d'onda della radiazione elettromagnetica rosso-arancio emessa dall'isotopo Krypton 86. Nel 1983 fu nuovamente ridefinito come la distanza percorsa dalla luce nel vuoto in un intervallo di tempo pari 1/299.792.458 secondi.

MASSA : Quando fu creato il sistema metrico il Kilogrammo fu definito come la massa di un decimetro cubo di acqua distillata alla temperatura di 4°C. Questa definizione risultò comunque imprecisa a causa dell'impossibilità di disporre di acqua sufficientemente pura; di conseguenza nel 1889 si assunse come campione primario di massa il cilindro di platinio-iridio attualmente conservato presso il Boreau International des Poinds et Mesures di Sèvres.

TEMPO : Per secoli il tempo è stato misurato con riferimento al moto di rotazione della Terra, cosicché il secondo, unità base di tempo, venne definito come 1/86.400 del giorno solare medio, cioè dell'intervallo di tempo impiegato dalla Terra a compiere una rotazione completa attorno al proprio asse. Le irregolarità di tale rotazione imposero una nuova definizione e nel 1967 si assunse per secondo la durata di oscillazioni della radiazione emessa durante la transizione trai due livelli energetici iperfini nello stato fondamentale dell'atomo di cesio 133.

TEMPERATURA : La scala delle temperature adottata dalla conferenza del 1960 è definita assegnando il valore 173,15 K al punto triplo dell'acqua (in cui coesistono le tre fasi, liquida, solida e gassosa). Il punto di congelamento dell'acqua venne fissato di conseguenza a 273,15 K, a cui corrisponde lo zero della scala Celsius.

INTENSITA' DI CORRENTE : Nel sistema SI, l'ampere è stato definito come la corrente elettrica costante che, fluendo in due fili rettilinei, paralleli e indefiniti, posti nel vuoto alla distanza di un metro l'uno dall'altro, determina tra essi una forza di 2 * 10 elevato alla meno 7 Newton per ogni metro di lunghezza.

QUANTITA' DI SOSTANZA : Nel 1971 la mole fu definita come la quantità di sostanza di un sistema che contiene tante entità elementari, molecole, atomi, ioni, ecc., quanti sono gli atomi contenuti in 0,012 Kg di carbonio 12.

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INTENSITA' LUMINOSA : L'unità internazionale di intensità luminosa, la candela, fu definita come 1/60 dell'intensità della radiazione emessa da una superficie di corpo nero avente area di 1 centimetro per 1 centimetro e mantenuta alla temperatura di fusione del platino e alla pressione di 101.325 Pa.
Per quanto riguarda le ultime due grandezze, cioè la quantità di sostanza e l'intensità luminosa, sono da considerarsi un po’ solate dalle altre perché la prima tra queste due è un numero ben preciso e la seconda può essere derivata.

Se prendiamo in considerazione una grandezza, che non sia fondamentale ma derivata, e se le diamo un preciso nome, questo nome diviene obbligatorie in tutte le sue trascrizioni (Es. : il N (Newton),l'atmosfera ed il Pascal sono derivati dalle seguenti formule :





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quindi ogni qual volta si desideri esprimere queste grandezze lo si dovrà fare con i loro nomi precisi ).

Se torniamo al metro (m) scopriamo che i suoi multipli e sottomultipli sono diversi da quelli che abbiamo imparato nel corso dei nostri studi precedenti; basta vedere che gli hm (ettometri), dam (decametri), cm (centimetri), dm (decimetri), non esistono perché non riconosciuti dalla SI; i multipli e sottomultipli del m sono :


Per quanto riguarda gli aspetti formali l'ultimo è la TIPOGRAFIA.

Es. : - Il Pascal è "Pa" e non si può scrivere "PA"! oppure "pa"!

- Il metro è "m" e non si può scrivere "M"! oppure "m."!

Questi due esempi ci servono per far capire che un dato che ha come unità di grandezza una sigla errata, viene considerato errato.











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