GRANDEZZE FISICHE E MISURA

1. GRANDEZZE FISICHE EMISURA

2. Una grandezza fisica viene definita operativamente tramite le operazioni che facciamo per misurarla Ogni volta che analizziamo un fenomeno fisico percorriamo i passi…

3. Primo passo: la premisura, che ci porta a individuare le grandezze fisiche; Secondo passo: la misura, che ci permette di trasformare la grandezza fisica in numero; Terzo passo: l'indagine sulle relazioni fra le grandezze fisiche.

4. PRE-MISURA : i passaggi Confrontare e ordinare grandezze Siamo di fronte ad una grandezza fisica quando possiamo trovare una procedura per il confronto

5. Esempio: la sabbia

6. GLI OBIETTIVI SPECIFICI • individuare grandezze mediante aggettivi o avverbi, • arrivare a eseguire con sicurezza il confronto e l'ordinamento di oggetti sulla base di grandezze fisiche chiaramente individuate, • saper osservare e saper descrivere.

7. Travasiamo la sabbia La consegna: hai tre bicchieri che devi riempire parzialmente, quindi confrontarli e metterli in ordine. Il problema: l’identificazione della grandezza fisica che si sta esaminando

8. Potremmo metterli accanto e osservarli…

9. Pieno o vuoto? Più o meno? Alto o basso?

10. quale è la grandezza fisica su cui si basa il confronto? Quanto è alta la sabbia dal fondo del bicchiere Quanto è bassa la sabbia dal bordo del bicchiere

11. E se cambiamo contenitore? Il metodo di osservazione funziona ancora?

12. Travasiamo il contenuto del primo bicchiere Confrontiamolo con gli altri bicchieri Qual è il recipiente che contiene più sabbia? Il problema è sulla comprensione della conservazione della materia

13. IL PASSO SUCCESSIVO: LA MISURA • Misurare significa tradurre la grandezza fisica in numero, con i numeri: • il confronto e l’ordinamento saranno semplificati • si può: rappresentare graficamente, effettuare operazioni, trovare relazioni • Attenzione! • Per confrontare od operare su più misure, è essenziale esprimerle tutte con le stesse unità di misura

14. L’UNITA’ DI MISURA • deve essere omogeneaalla grandezza da misurare e più piccoladi essa • deve avere dei sottomultipli e/o dei multipli • deve essere costante, riproducibile, universale • può essere arbitraria oppure convenzionale

15. LA MISURA: i passi • Individuo l’unità di misura appropriata • Riporto l'unità di misura sulla grandezza da misurare • Esprimo la grandezza con un numero e l’unità di misura: • L=3,3 cm

16. I VANTAGGI DELLA MISURA SULLA PREMISURA • Migliore definizionedella procedura di identificazione delle grandezze fisiche • Confronto più sicurotragrandezze fisiche perché confronto tra numeri • Facilitazionenel processo di individuazione delle relazioni tra grandezze

17. Ricapitoliamo…una Grandezza Fisica… Come si definisce? Cos’è? È una caratteristica di un corpo o di un fenomeno che può essere misurata In modo da fornire tutte le informazioni necessarie per poterla misurare (definizione operativa)

18. Conflitti generazionali Riusciranno mai a capirsi? Ciao Nonna!! Oggi a scuola ci siamo misurati per vedere quanto saremo cresciuti alla fine dell’anno! Io sono alto 9 matite e mezza… e tu Nonna, quante matite sei alta? Matite? Ma cosa gli insegnano questi professori moderni? Benedetto ragazzo! Dimmi tu, piuttosto, quanti ferri deve essere lunga la sciarpa che ti sto facendo!

19. IL SISTEMA INTERNAZIONALE DI UNITÀ DI MISURA

20. COMPETENZE collegate alla misura RICONOSCEREle grandezze fisiche che caratterizzano i corpi, esprimendone la misura ed effettuando conversioni di unita’ di misura RAPPRESENTARELe leggi fisiche utilizzando gli opportuni metodi di rappresentazione, individuando il tipo di relazione che lega le grandezze che entrano in gioco nella legge INDIVIDUARE Le grandezze fisiche utili per la descrizione di un fenomeno sulla base di semplici osservazioni, formulando ipotesi circa le relazioni che intercorrono tra esse

21. ESEGUIRE Semplici misure dirette e indirette, valutando l’incertezza ed esprimendo correttamente i risultati RAPPRESENTAREI dati sperimentali tenendo conto degli errori di misura, interpretandoli sulla base di un’ipotesi e traendo conclusioni circa la legge fisica che regola il fenomeno APPLICARELeggi fisiche e definizioni per ricavare le grandezze incognite di un problema

22. LA MISURA DELLE SUPERFICI

23. Definizione dell’unità di misura, il m2 Il metodo “classico”: • Misura delle dimensioni lineari (base, altezza) • Effettuazione di calcoli (base X altezza)

24. Il m2, una unità di misura “derivata” Applicazione di calcoli ad unità dirette m2 = m X m

25. DUE PROBLEMI Non si capisce che l’unità di misura deve essere omogenea alla grandezza da misurare L’operazione di moltiplicazione non è di facile comprensione, tanto meno se è operata su quantità dimensionali

26. Definizione di una unità di misura “ad hoc” Una unità di misura che sia essa stessa una superficie

27. ESEMPI DI UNITÀ DI MISURA ADEGUATE: Tessere quadrate o rettangolari di puzzle Blocchetti del domino Fogli di formato A4 Quadretti ritagliati da un foglio quadrettato

28. ATTIVITA’ DA SVOLGERE: • Riportarel’unità di misura sulla superficie da misurare fino a ricoprirla completamente • Contare il numero di volte che ha riportato l’unità di misura • Esprimere la misura come numero e unità di misura

29. Determinazione del numero di quadretti che stanno dentro un contorno 61 quadretti

30. Ma la misura è precisa? Qual è l’ incertezza ? Misura per eccesso 71 cm2 Misura per difetto 42 cm2 L’area è compresa fra 42 e 71, a misura è affetta da una indeterminazionepari a (71 – 42) cm2 = 29 cm2

31. L’indeterminazione è strettamente legata alla dimensione dell’unità di misura: se dimezziamo il lato del quadrato unitario… La misura è affetta da una indeterminazione pari a 47 nuove unità, ovvero a circa 12 cm2

32. GLI OBIETTIVI

33. Esempio: l‘erbario

34. esercizio • Quale area hanno le foglie dell’erbario? • Quale metodo puoi utilizzare per misurarle? • le foglie di uno stesso albero hanno tutte la stessa area?

35. LA MISURA DEI VOLUMI

36. Il metodo “classico”: Misura delle dimensioni lineari (base, altezza, profondità) Calcolo (base X altezza X profondità) Definizione dell’unità di misura, il m3 volume e capacità indicano al stessa grandezza fisica: lo spazio. Si può cercare una unità di misura omogenea al volume o alla “capacità”

37. Unità di misura omogena per il volume: il “blocchetto” per la capacità: il “bicchierino”

38. La taratura del recipiente: un concetto non banale La conservazione del volume nell’operazione di travaso

39. LA FORZA

40. E’ familiare a tutti ma… spesso l’idea che se ne ha non coincide con la definizione che se ne dà in fisica IL CONCETTO DI FORZA

41. Qualche concetto base Se la forza applicata ad un corpo è nulla, il corpo rimane fermo o si muove a velocità costante 1a legge della dinamica

42. La accelerazione è dovuta all’azione di una o più forze La somma di tutte le forze agenti su un corpo provoca in questo unavariazione di velocitàdipendente dalla massa del corpo stesso 2a legge della dinamica

43. Introduzione alla forza Metodo statico Metodo dinamico

44. statico Misura Confronti indiretti Analisi degli effetti delle forze Premisura Confronti diretti

45. Note didattiche La forza non è direttamente percepibile ma lo sono i suoi effetti. Peso e forza-peso: due concetti comunemente percepiti come diversi

46. Massa e peso

47. Diversi modi di definire la massa Quantità di materia La massa inerziale La massa gravitazionale

48. Note didattiche volume massa Quanto è grosso Quantità di materia Spazio occupato

49. volume Quantità di materia massa Quanto pesa

50. massa volume Sono facilmente confusi, si possono separare comprendendo che le operazioni per misurarli sono diverse Forza peso