x - Dipartimento di Fisica - Università di Pisa

Elementi di fisica
1. La misura delle
grandezze fisiche
1.1 Le grandezze fisiche
La fisica si propone di studiare i fenomeni naturali e di comprendere
le relazioni intercorrenti tra essi, costruendo un modello che correli tramite
relazioni matematiche cause ed effetti. Per far questo è necessario quantificare
i fenomeni in esame, definendo in primo luogo con precisione un insieme
di grandezze le cui misure ne danno la descrizione. In particolare la
definizione di una grandezza fisica dovrà esplicitare il modo in cui può essere
misurata in rapporto con una unità di misura; si dice perciò che la definizione
deve essere operativa.
Ad esempio, la lunghezza e la larghezza di un tavolo possono essere
definite dalla loro misura rispetto ad un campione, uno strumento cioè che
è calibrato rispetto all’unità di misura scelta per le lunghezze (ad esempio,
un metro a nastro). Ovviamente, il risultato numerico dell’operazione dipende
da quale sia l’unità di misura prescelta: oggi noi d’abitudine usiamo
un nastro tarato in metri e nelle sue frazioni decimali e misureremo, ad esempio,
una lunghezza di 2,10 metri. Qualcun altro, che possieda un righello
tarato in unità anglosassoni, vi dirà invece che quello stesso tavolo è
lungo 6 piedi e 7/8. L’informazione di quale sia l’unità utilizzata è perciò
indispensabile; essa deve sempre essere esplicitata.
Anziché per diretto confronto con un campione, la misura di una
grandezza può essere effettuata in maniera indiretta, partendo da una misura
di grandezze di genere diverso ed utilizzando una relazione geometrica
o fisica che lega tali grandezze con quella che si vuole misurare. Consideriamo
ad esempio la grandezza area. L’unità di misura delle aree può essere
definita a partire dalla definizione dell’unità di misura delle lunghezze,
come l’area del quadrato di lato unitario. Se le lunghezze si misurano in
metri, l’unità di misura che così si ottiene per la misura delle aree è il metro
! metro, ovvero il metro quadrato.
Con un ragionamento analogo, partendo dalla definizione di velocità
di un corpo come il rapporto tra lo spazio da esso percorso ed il tempo impiegato
a percorrerlo, possiamo misurare la grandezza “velocità”, eseguen-
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