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Il metodo sperimentale e la misura

La fisica è la scienza che studia i fenomeni naturali. Le leggi fisiche sono relazioni matematiche tra le grandezze fisiche che esprimono il fenomeno, e a volte fanno parte di teorie.
Aristotele , vissuto nel IV secolo a.C., distingueva i corpi in celesti e terrestri: i primi erano fatti di etere e avevano un moto circolare uniforme, i secondi erano soggetti a generazione e corruzione, erano caratterizzati dal moto rettilineo, ed erano fatti di fuoco, terra, aria e acqua. Oltre a questi che sono moti naturali, vi sono anche quelli violenti, ovvero quelli causati da una forza esterna.
Il metodo scientifico è un procedimento che consiste nell'osservare un fenomeno, definire le grandezze che lo riguardano, formulare un’ipotesi e verificarla.
Una grandezza fisica è una caratteristica di qualcosa che può essere misurata. Misurare significa confrontare una grandezza fisica con un’unità di misura. Tarare uno strumento vuol dire confrontarlo con un campione base.

Sistema internazionale di unità (introdotto nel 1960) (* vedere l'immagine)

Una misura è diretta quando c’è il confronto diretto tra l’oggetto e l’unità di misura, invece è indiretta quando si ottiene attraverso elaborazioni matematiche dei dati di altre grandezze.
La notazione scientifica è una modalità di scrittura dei numeri che consente di esprimere un numero attraverso un numero decimale compreso tra 1 e 10 e l’opportuna potenza di 10. L’ordine di grandezza di un numero è la potenza di 10 più vicina al numero.
Gli strumenti hanno due caratteristiche importanti: la sensibilità, ovvero la più piccola variazione della grandezza fisica che uno strumento può rilevare, e la precisione.
Gli errori sistematici sono dovuti a imperfezioni dello strumento e si possono correggere. Gli errori accidentali si possono solo alleviare e sono dovuti a imprevedibili imprecisioni. Il valore centrale è la somma del valore massimo e del valore minimo diviso 2.
xa = (xmax+xmin)/2
l’errore assoluto è la semidifferenza tra i due
Ea = (xmax-xmin)/2
La misura attendibile è la media aritmetica delle misure ottenute.
X=(∑Xi)/N
L’errore relativo è il rapporto percentuale tra l’errore assoluto e la misura attendibile.
Er= (Ea/x)100
La deviazione standard, o scarto quadratico medio, è la radice quadrata della media dei quadrati degli scarti dalla media delle misure.

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