Appunti di Fisica - Elementi introduttivi

Fisicale grandezze fisiche

Le grandezze fisiche sono aspetti della realtà che possono essere misurati, cioè ai quali si può associare un valore numerico oggettivo. Misurare una grandezza fisica significa confrontarla con un’altra grandezza di riferimento, detta unità di misura.

Misurare una grandezza fisica

Il rapporto fra la grandezza in esame e l’unità di misura fornisce il valore numerico della misura.

Unità fondamentali del Sistema Internazionale

• Le grandezze del SI sono dette fondamentali perché sono sufficienti a definire qualsiasi altra grandezza conosciuta.
• In fisica si usa il termine dimensioni con un’accezione particolare: due grandezze hanno le stesse dimensioni fisiche se sono omogenee fra loro, cioè se possono essere misurate in rapporto alla stessa unità di misura.

La distanza fra due punti, la lunghezza di un percorso curvilineo, uno spessore e un’altezza sono, per esempio, grandezze omogenee, tutte misurabili in metri. Queste grandezze hanno le dimensioni fisiche di una lunghezza.

• Le grandezze omogenee possono essere sommate e confrontate fra loro: sommando le lunghezze dei lati si trova il perimetro di un poligono, una grandezza che ha anch’essa le dimensioni di una lunghezza ed è sempre maggiore della lunghezza dei singoli lati.
• Non è possibile, invece, sommare o confrontare due grandezze non omogenee, come un tempo con una lunghezza.
• I numeri puri, come sono quantità adimensionali, cioè prive di dimensioni fisiche.

L’unità di misura della lunghezza è il metro, definito come la distanza percorsa dalla luce nel vuoto in un intervallo di tempo pari a 1/299 792 458 di secondo.

Cifre significative

In generale si chiama grandezza derivata una grandezza che può essere definita sulla base di una o più grandezze fondamentali.

Quando parliamo di area, cioè la misura di una superficie, ci vengono subito in mente parole come quadrato, cerchio, triangolo ecc.

• L’area A di qualunque superficie è, dimensionalmente, il prodotto fra due lunghezze. Ciò è espresso, in simboli, con la scrittura: A = l * l = l².

La superficie è quindi una grandezza derivata. L’unità di misura della superficie è il metro quadrato (m²) e corrisponde alla superficie di un quadrato il cui lato è lungo 1 m. Se vogliamo esprimere in metri quadrati l’area di 1 dm² non otteniamo 0,1 m² ma 0,01 m². Infatti: 1 dm² = 1 dm * 1 dm ovvero 0,1 m * 0,1 m = 0,01 m².

Analogamente, ogni volume V ha le dimensioni di una lunghezza al cubo:

V = l * l * l = l³