U.Gasparini, Fisica I 1

- definizione di un procedimento (ripetibile) di misura- definizione di un “campione” di riferimento e di una unità di misura

Grandezze la cui misura è diretta:

Esempi:grandezza fisica unità di misura

LunghezzaTempoMassaTemperatura

metro, pollice (“inch”),...secondochilogrammo, oncia,…grado Celsius, grado Farenheit,…

Grandezze la cui misura è indiretta (“grandezze derivate”):

Esempi:

velocità, accelerazione, corrente elettrica,...

Definizione operativa di una “grandezza fisica”

espresse come funzioni delle “grandezze dirette”

U.Gasparini, Fisica I 2

- La scelta di un insieme di grandezze fisiche fondamentali e delle relative unità di misura definisce un “sistema di unità di misura”

- Vi è un certo grado di arbitrarietà nella scelta di tali grandezze e delle unità di misura corrispondenti

- Criteri: accessibilità e riproducibilità del campione di misura invarianza...

- Storicamente, c’è stata una evoluzione nel tempo delle unità adottate (a seguito dell’ evoluzione scientifica e tecnologica)

- Convenzione universalmente adottata (dal 1971) : il “Sistema Internazionale di Unità di Misura”- Periodicamente, la “Conferenza Internazionale di Pesi e Misure” aggiorna le definizioni e/o propone di adottarne di più accurate

Sistemi di unità di misura

U.Gasparini, Fisica I 3

Cripton nelvuotop d

,2 510 5

Esempio : la grandezza fondamentale “lunghezza”

1 metro

- 1/(4 107) meridiani terrestri (1793)

-“metro campione” : sbarra di platino -iridio ( 90% Pt, 10% Ir) conservata a Sevrès (Parigi) ; riproducibilità 10-7 (1889)

- 1.650.763,73 (1960)

- 1/ 299 792 458 dello spazio percorso dalla luce nel vuoto in 1 secondo (1983)

Evoluzione nel tempo della definizione di unità di misura

U.Gasparini, Fisica I 4

Grandezza fondam. Unità Simbolo Definizione

• tempo secondo s 9192631,77 periodi della radiazioneprodotta dalla transizione tra i

due livelli iperfini dello stato fond.

dell’atomo di Cesio 133

• massa chilogrammo kg massa del campione di Pt-Ir

conservato a Sevrès

• temperatura Kelvin K 1/273,16 della temperatura assoluta delpunto triplo

dell’acqua

( adottato dalla XIV Conferenza Generale di Pesi e Misure, Parigi, 1971)

Sistema Internazionale (S.I.)di Unità di Misura

lunghezza metro m 1/299.792.458 dello spazio percorso dalla luce nel vuoto in 1 s

U.Gasparini, Fisica I 5

• corrente elettrica ampère A intensità di corrente che in due conduttori rettilinei paralleli e di

lunghezza infinita posti a distanza di 1 m

produce una forza di 2 10-7 N • intensità luminosa candela cd intensità luminosa di una

sorgente di frequenza 5 1014 Hz

la cui intensità energetica é

1/683 W/sterad • quantità di sostanza mole mol quantità di sostanza contenente

tante “unità elementari”

(atomi /molecole/ioni…)

pari al numero di Avogadro

NA = 6,02252 1023

Il Sistema Internazionale (II)

U.Gasparini, Fisica I 6

dimensioni dell’ Universo: 1010 anni-luce ( 1026 m)

distanza della galassia più vicina (Andromeda , M31): 2.5 106 a.-l.

dimensioni della nostra galassia(Via Lattea, simile ad Andromeda): 1.6 105 a.-l.

Ordini di grandezza: distanze

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dimensioni delsistema solare : 1010 Km 10 ore-luce

Diametro del:Sole: 1,4 106 Km

Marte

Giove

Mercurio

Venere

Terra

Saturno

Nettuno

Urano

Plutone

Terra : 12 740 Km

Giove: 140 000 Km

150 106 Km 1 U.A 8.5 min-luce

1010 Km

Ordini di grandezza: distanze

U.Gasparini, Fisica I 8

Distanze:log10 R(m)

Universo

2622

Galassia più vicina

13Sistema solare Confini

7

diametro Terra

0Uomo

-7

luce vis.

-10atomo

-15

nucleo

-18elettrone

Tempi:log10 T(s)

Età dell’Universo

(10 anni)10

1715

Periodo di rivoluzionedel Sole nella nostra Galassia

(220 milioni di anni)

7“anno”

5

“giorno”

-3Periodo di

oscillazione di una nota musicale

( 440 Hz)La

-15Periodo di

oscill. delcampo e.m.

della luce visibile( c = = / T)

Masse : log 10 M (Kg)

42Galassia

30Sole

24Terra

2Uomo

-7batterio

-27protone

-30elettrone

Ordini di grandezza: distanze, tempi, masse