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La fisica
- 1. Che cos竪 la Fisica ? Creato da: Rosangela Mapelli Licenza Cretive Commons: Sei libero di modificare e pubblicare questa Presentazione a patto di indicare l'autore, non trarne guadagno e devi condividere i LO derivati sotto la stessa licenza. Si ringraziano i prof: Marilena Volpati e Federico Barbarossa
- 2. Se pensate che sia ridotto cos狸 perch辿 ho studiato Fisica tutta la notte ..vi sbagliate.. ..ho solo fatto un po tardi in discoteca!!!
- 3. Le osserveremmo da un punto di vista a cui non siamo abituatima che potrebbe risultare interessante. Vi siete mai chiesti come sarebbero, viste dallalto, molte delle cose che osserviamo quotidianamente? La Fisica ci offre un nuovo punto di vista dal quale guardare molte delle cose che gi pensiamo di conoscere bene e ci da lopportunit di comprendere i piccoli e grandi misteri che accompagnano gli eventi naturali. Viaggeremo, con il nostro autobus tra le nuvole , nel mondo che ci circonda, tentando di comprendere i fenomeni naturali e cercando le leggi generali che li governano. Il nostro autobus tra le nuvole sar laula laboratorio , ma attenzione: sale solo chi 竪 curioso! Che cos竪 la Fisica ?
- 4. Perch辿 i corpi cadono? Come si formano le nuvole? Come fa la lampadina ad accendersi? Come fa lacqua ad uscire dal rubinetto? Perch辿 la luna non cade sulla terra? Che cos竪 la Fisica ?
- 5. Quante domande ancora, come quelle che abbiamo appena visto, potremmo porci? E quali risposte ci sentiremmo di dare, oggi, con le conoscenze che abbiamo? La Fisica si occupa dei fenomeni naturali: prendiamone in considerazione uno qualsiasi, ad esempio la pioggia . La pioggia 竪 un fenomeno naturale molto comune e, quindi,facilmente osservabile. Tutti sanno cos竪 la pioggia e sono in grado di riconoscerla Luomo ha sfruttato le proprie conoscenze tecniche ed ha inventato l ombrello per ripararsi dalla pioggia. Tuttavia, se vogliamo fare della Fisica, non possiamo limitarci ad aprire lombrello. Che cos竪 la Fisica ?
- 6. Fare della Fisica significa osservare pi湛 attentamente il fenomeno , quindi porsi delle domande e cercare delle riposte. Perch辿 cade proprio acqua? Perch辿 lacqua cade sotto forma di gocce? Con quale velocit scende l acqua? Da dove proviene? Da quale altezza scende? Perch辿 non piove quando il cielo 竪 sereno? Perch辿 talvolta la pioggia si trasforma in neve? Dove va la pioggia che cade sulla terra? ??? Ci accorgiamo che il fenomeno, anche se naturale e molto comune, 竪 tuttaltro che semplice: non possiamo rispondere contemporaneamente a tutte le domande. Che cos竪 la Fisica ? Che fare?
- 7. ? Collegando la pioggia alla presenza delle nuvole nel cielo (e trascurando per ora le altre domande) potremmo fare lipotesi che lacqua provenga dalle nuvole Dovremmo, per嘆, cercare di spiegare perch辿 non piove anche se spesso il cielo 竪 pieno di nuvole. Possiamo cio竪 tentare di affrontare uno alla volta i singoli problemi che si presentano, accantonando per il momento tutti gli altri, in modo che la soluzione , anche se imperfetta e molto parziale, sia pi湛 semplice da raggiungere Cos狸 facendo potr succedere che alcune ipotesi fatte risulteranno errate o contraddittorie ed allora verranno scartate Si faranno allora nuove ipotesi fino a che, mettendo insieme le risposte che sembrano dare una spiegazione anche parziale del fenomeno, si otterr una teoria pi湛 generale in grado di rispondere a tutti i perch辿 che prima ci eravamo posti . Che cos竪 la Fisica ? Potremmo semplificare le cose scomponendo il problema pioggia in tanti problemi pi湛 semplici tentando cos狸 di affrontare uno alla volta i singoli problemi che si presentano
- 8. Che cos竪 la Fisica ? Ma.come cercare le risposte?
- 9. La Fisica e il metodo sperimentale Il termine Fisica deriva dal greco physis, cio竪 natura Per questo 竪 una scienza sperimentale Lo scopo della Fisica 竪 descrivere e interpretare i fenomeni che si svolgono in natura cio竪 una scienza che, partendo dalla osservazione dei fenomeni naturali si serve di esperienze per chiarire aspetti essenziali dei fenomeni stessi Il fondatore del metodo sperimentale fu Galileo Galilei (1564 1642), il quale pu嘆, per questo, essere considerato il primo fisico nel senso moderno della parola. Che cos竪 la Fisica ?
- 10. Un po di storia: cera una volta.. Aristotele fu uno dei pi湛 grandi filosofi greci. La sua opera fu riscoperta in Europa nel XIII secolo e studiata nelle universit (come una vera enciclopedia del sapere) Si occup嘆 di logica, filosofia, astronomia, fisica, geologia, biologia, politica, retorica e poetica La spiegazione della natura era di tipo qualitativo , Aristotele immaginava una distinzione tra corpi celesti e corpi terrestri (corruttibili) . Stagira 384 a.C. Calcide 322 a.C Che cos竪 la Fisica ?
- 11. Un po di storia: cera una volta.. Galileo gett嘆 le basi della nuova scienza : cominci嘆 a considerare gli aspetti quantitativi della natura (misurabili) come forma, dimensioni, collocazione nello spazio. Solo il linguaggio matematico pu嘆 esprimere la vera natura delle cose. La realt che vediamo 竪 spiegata attraverso ci嘆 che non vediamo: le relazioni matematiche . Pisa 1564 Arcetri 1642 Che cos竪 la Fisica ?
- 12. Un po di storia: cera una volta.. Da il Saggiatore 1623 Galileo Galilei ... questo grandissimo libro (quello della natura) che continuamente ci sta aperto innanzi agli occhi (io dico l'universo), ma non si pu嘆 intendere se prima non s'impara a inteder la lingua, e conoscer i caratteri, ne' quali 竪 scritto. Egli 竪 scritto in lingua matematica, e i caratteri son triangoli, cerchi, ed altre figure geometriche, senza i quali mezzi 竪 impossibile a intendere umanamente parola; senza questi 竪 un aggirarsi vanamente per un oscuro laberinto. Che cos竪 la Fisica ?
- 13. La Fisica e il metodo sperimentale Il metodo sperimentale parte dallo studio di un fenomeno estremamente pi湛 semplice di quello che si osserva in natura e soltanto a passi successivi giunge a studiare il fenomeno reale in tutta la sua complessit. Si osserva un fenomeno Si formula unipotesi Si svolgono esperimenti Si formula una legge Con la legge si prevedono altri fenomeni Si abbandona o si modifica lipotesi Che cos竪 la Fisica ? Si confermano le ipotesi Non si confermano le ipotesi
- 14. Il metodo sperimentale: cera una volta.. Galileo Galilei (1564 1642),osservando i corpi che cadono, si convince che tutti corpi, indipendentemente dal loro peso, cadono con la stessa velocit, e che tale velocit cresce in modo uniforme durante il tempo di caduta.. Decide perci嘆 di dimostrare la validit della sua idea (ipotesi) portando come prova risultati di esperimenti . Ma la caduta di un corpo si dimostra troppo rapida per essere misurata durante un esperimento. Cos狸, Galileo, deve cercare un modo per semplificare il problema. Che cos竪 la Fisica ?
- 15. Il metodo sperimentale: un esempio Inventa, per questo, un esperimento pi湛 semplice: la caduta di un corpo lungo un piano inclinato. In fondo - pensa Galileo - un piano verticale non 竪 altro che un piano molto inclinato ed il comportamento di un corpo che scende lungo un piano inclinato deve osservare le stesse regole di un corpo che cade verticalmente. Che cos竪 la Fisica ?
- 16. Il metodo sperimentale: cera una volta Con laiuto di un orologio ad acqua , appositamente costruito per questo esperimento, Galileo dimostra, attraverso misure di spazio e di tempo, che lo spazio percorso dalla sfera lungo il piano inclinato, cresce in modo direttamente proporzionale al quadrato del tempo impiegato a scendere. Galileo compie questi esperimenti utilizzando piani con diverse inclinazioni, e tutte le volte ottiene misure che confermano la sua ipotesi. Che cos竪 la Fisica ?
- 17. Il metodo sperimentale: cera una volta Galileo dimostra cos狸, che le leggi fisiche possono essere formulate in modo matematico e comprovate sperimentalmente Tutto questo 竪 molto bello! Ma. Quando suona lintervallo? Che cos竪 la Fisica ?
- 18. Il metodo sperimentale INTERVALLO Che cos竪 la Fisica ?
- 19. Il metodo sperimentale Lintervallo 竪 gi finito???? Che cos竪 la Fisica ?
- 20. Le grandezze fisiche Cosa significa misurare? Confrontare ci嘆 che si vuole misurare con una quantit nota, detta Unit di Misura Rapportare la grandezza in esame con la corrispondente Unit di Misura Nella forma pi湛 generale, Misurare significa Contare. Esistono misure dirette e misure indirette Che cos竪 la Fisica ?
- 21. Le grandezze fisiche misura diretta e indiretta Misure indirette Sono quelle misure che risultano dopo opportuni calcoli matematici. Sono misure indirette quelle di superfici, di volumi, di accelerazioni, ecc Misure dirette Sono quelle misure che vengono rivelate direttamente da uno strumento di misura. Sono misure dirette quelle di lunghezze, tempi, masse, ecc Che cos竪 la Fisica ?
- 22. Le grandezze fisiche Cos竪 una grandezza fisica? Una grandezza fisica 竪 una qualunque caratteristica di un oggetto o di un fenomeno che possa essere misurata , espressa cio竪 attraverso un numero e una unit di misura Che cos竪 la Fisica ?
- 23. Le grandezze fisiche e unit di misura Ad ogni grandezza 竪 associata una specifica unit di misura. Per esempio, una superficie si misura in metri quadri (m 2 ), un volume si misura in metri cubi (m 3 ) oppure in litri (l), una lunghezza in metri (m). Spesso 竪 utile utilizzare i multipli o i sottomultipli di tali unit di misura, espressi come potenze del 10. Che cos竪 la Fisica ?
- 24. Nel 1960 la Conferenza Internazionale dei Pesi e delle Misure introdusse il Sistema Internazionale di Unit (S.I.) GRANDEZZA UNIT SIMBOLO lunghezza metro m tempo secondo s massa kilogrammo kg intensit di corrente amp辿re A Temperatura kelvin K quantit di materia mole mol intensit luninosa candela cd Le grandezze fisiche e unit di misura Che cos竪 la Fisica ?
- 25. PREFISSO VALORE SIMBOLO PREFISSO VALORE SIMBOLO exa 10 18 E deci 10 -1 d peta 10 15 P centi 10 -2 c tera 10 12 T milli 10 -3 m giga 10 9 G micro 10 -6 亮 mega 10 6 M nano 10 -9 n kilo 10 3 k pico 10 -12 p etto 10 2 h femto 10 -15 f deca 10 1 da atto 10 -18 a Le grandezze fisiche:multipli e sottomultipli Che cos竪 la Fisica ?
- 26. La lunghezza Scelto come unit di misura alla fine del 1700, definito come la quarantamilionesima parte del meridiano terrestre. Il campione del metro 竪 stato costruito tracciando due incisioni su una barra di platino e iridio, conservata al Museo dei Pesi e delle Misure di S辿vres (Parigi). Dal 1983 il metro 竪 stato ridefinito come la distanza percorsa dalla luce nel vuoto in 1/299792458-esimo di secondo circa, quasi un trecentomilionesimo di secondo Le grandezze fisiche e unit di misura Che cos竪 la Fisica ?
- 27. Il Tempo un concetto intuitivo legato ai cambiamenti che vediamo intorno a noi: lalternarsi del giorno e della notte, le stagioni etc. Un secondo equivale alla durata di 9192631770 oscillazioni complete dellisotopo 133 dellatomo di cesio Le grandezze fisiche e unit di misura Che cos竪 la Fisica ?
- 28. La massa La massa 竪 definita operativamente come la grandezza misurata dalla bilancia a bracci uguali Indica la quantit di materia presente nel corpo. Il kilogrammo campione di platino-iridio 竪 conservato nel Museo dei Pesi e delle Misure di S竪vres Le grandezze fisiche e unit di misura Che cos竪 la Fisica ?
- 29. La temperatura La sua unit di misura 竪 il grado Kelvin E la centesima parte della distanza termica tra il punto triplo dellacqua distillata (ghiaccio fondente) e il punto di ebollizione della stessa. Esso possiede la stessa ampiezza del grado Celsius (o centigrado). La scala Kelvin presenta lo zero assoluto, temperatura minima limite e non raggiungibile in natura. Le grandezze fisiche e unit di misura Che cos竪 la Fisica ?
- 30. La corrente elettrica LAmpere 竪 lintensit di corrente elettrica che circola in un conduttore quando, per una sezione di esso, passa la carica di 1 Coulomb ogni secondo. Le grandezze fisiche e unit di misura Che cos竪 la Fisica ?
- 31. La mole La mole viene definita come la quantit di sostanza di un sistema che contiene un numero di entit elementari (atomi, molecole, ioni, radicali, elettroni, fotoni, ecc) pari al numero di atomi presenti in 12 grammi di carbonio-12. Tale numero 竪 noto come Numero di Avogadro, ed 竪 pari a 6.02210 22 . Le grandezze fisiche e unit di misura Che cos竪 la Fisica ?
- 32. La candela Una candela 竪 pari allintensit luminosa, in una data direzione, di una sorgente emettente una radiazione monocromatica di frequenza pari a 54010 12 hertz (Hz) e di intensit radiante in quella direzione di 1/683-esimo di watt per steradiante. Le grandezze fisiche e unit di misura Che cos竪 la Fisica ?
- 33. Le sette grandezze appartenenti al SI si chiamano Grandezze Fondamentali . Da esse 竪 possibile ricavare nuove grandezze, dette grandezze derivate , attraverso le classiche quattro operazioni matematiche, ma solo sotto opportune condizioni. Velocit (m/s) Accelerazione (m/s 2 ) Densit (kg/m 3 ) Forza (N = kgm/s 2 ) N sta per Newton Energia (J = Nm) J sta per Joule Potenza (W = J/s) W sta per Watt Carica elettrica (C = As) C sta per Coulomb Le grandezze fisiche derivate e fondamentali Che cos竪 la Fisica ?
- 34. 5 m + 27 m = 32 m 10 s 5 m non ha senso! 42 m 歎 13 s = 3.23 m/s 12 m/s 歎 6 s = 2 m/s 2 15 m/s 2 + 45 m/s non ha senso! 0.5 m 0.2 m = 0.1 m 2 Due o pi湛 grandezze, sia fondamentali che derivate, si possono sommare e/o sottrarre solo se sono omogenee, ossia uguali in tutto e per tutto Due o pi湛 grandezze, sia fondamentali che derivate, si possono moltiplicare e/o dividere anche se non sono omogenee Lo scopo della Fisica 竪 descrivere e interpretare i fenomeni che si svolgono in natura Le grandezze fisiche omogenee Che cos竪 la Fisica ?
- 35. Il metodo sperimentale Ma quando finisce questa ora di fisica????? Che cos竪 la Fisica ?