Grandezze fisiche del Sistema Internazionale di misura (scuola media)

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lezione
Grandezze fisiche del Sistema Internazionale di misura (scuola media)
Tipo di risorsa Tipo: lezione
Materia di appartenenza Materia: Scienze per la scuola media 1
Avanzamento Avanzamento: lezione completa al 100%.

Le 7 grandezze fondamentali del Sistema Internazionale sono:

Grandezza Unità di misura Simbolo
Lunghezza metro m
Massa chilogrammo Kg
Tempo secondo s
Temperatura kelvin K
Intensità di corrente elettrica ampere A
Intensità di luminosità candela cd
Quantità di materia mole mol

La lunghezza[modifica]

  • la sua unità di misura è il metro.
  • il simbolo del metro è "m".
  • è una grandezza che serve a misurare le dimensioni di un solido come larghezza e altezza.
  • si misura con il metro ma si può anche misurare con il righello, l’altimetro, il micrometro, il contachilometri...

L’altimetro è uno strumento con cui si può misurare un’altitudine (quanto è alto qualcosa); si può usare per misurare per esempio quanto è alta una montagna. Il micrometro è uno strumento che è molto preciso e misura la centesima parte di un metro. Il contachilometri è uno strumento che misura quanti chilometri sono stati percorsi, per esempio con la macchina o quando si va a fare una passeggiata.

Multipli e sottomultipli del metro[modifica]

Multipli Simbolo
Chilometro km
Ettometro hm
Decametro dam
Unità di misura di riferimento Simbolo
Metro m
Sottomultipli Simbolo
Decimetro dm
Centimetro cm
Millimetro mm


Parsec-fr

In Astronomia per misurare distanze molto lontane si ricorre all'Anno luceVK o al ParsecVK. Un Anno luce corrisponde alla distanza percorsa da un raggio di luce in un anno, il Parsec è la distanza a cui si trova una stella la cui posizione nel cielo forma con il sole e la terra un triangolo rettangolo con una angolo di un secondo di grado.

Un parsec corrisponde a circa 3,6 anni luce.

Storia del metro[modifica]

In Europa fino al 1700 c’erano molte unità di misura differenti; la chiesa, il re, l’imperatore potevano imporre la loro unità di misura. Le prime unità di misura di lunghezza erano basate sulle parti del corpo umano, per esempio l’avambraccio, la spanna, il palmo... Le persone però si accorsero di avere bisogno di un’unità di misura unica per poter comunicare dei numeri. Alla fine del 1700 l’Accademia delle Scienze stabilì il valore del metro. Ancora oggi il metro viene utilizzato ovunque.

Quiz sulla lunghezza[modifica]

1 Qual è l'unità di misura della lunghezza?

Metro
Chilogrammo
Secondo

2 Qual è il simbolo del metro?

A
K
m

3 Con quale di questi strumenti non si misura la lunghezza?

Metro
Micrometro
Termometro

4 Quale di questi non è un multiplo del metro?

hm
dal
Km

5 Chi introdusse il sistema metrico decimale?

Pitagora
L'Accademia delle Scienze
Newton


La massa[modifica]

La massa è la quantità di materia di cui è costituito un corpo: è diversa dal peso, che invece è la forza con cui la Terra attira il corpo verso il suo centro. Nel Sistema Internazionale l’unità di misura principale della massa è il chilogrammo (kg).

Grandezza Unità di misura Simbolo
Massa Chilogrammo kg

Multipli della massa[modifica]

Per trasformare l’unità di misura in un’altra di ordine superiore si divide per 10, 100 o 1000 a seconda che i posti tra un’unità e l’altra siano 1, 2 o 3.

Dal momento che spesso c’è la necessità di lavorare con valori di massa molto elevati ci sono dei termini specifici per indicare particolari multipli del chilogrammo.

Megagrammo 1000 kg
Tonnellata 1000 kg
Miriagrammo 10 kg

La tonnellata e il miriagrammo non si utilizzano molto spesso al giorno d’oggi, ma si utilizzavano in passato.

Sottomultipli della massa[modifica]

Per trasformare l'unità di misura in un'altra di ordine inferiore si moltiplica per 10, 100, 1000... a seconda che i posti tra un'unità e l'altra siano 1, 2 o 3.

Unità di misura Conversione
Ettogrammo 1 hg = 0,1 kg
Decagrammo 1 dag = 0,01 kg
Grammo 1 g = 0,001 kg
Decigrammo 1 dg = 0,0001 kg
Centigrammo 1 cg = 0,00001 kg
Milligrammo 1 mg = 0,000001 kg

Strumenti di misura della massa[modifica]

La massa si può misurare con i seguenti strumenti:

  • bilancia con diversa sensibilità (un grammo, un chilogrammo, ...) a seconda dell’oggetto da pesare (frutta, persone, camion, …)
  • bilancia a due piatti: era uno strumento usato in passato per misurare la massa. Si usa appoggiando su un piatto l'oggetto di cui non si conosce la massa e sull'altro un peso di cui si conosce la massa. Si capisce la massa dell'oggetto da misurare quando i due piatti sono in equilibrio.

Quiz sulla massa[modifica]

1 Qual è l'unità di misura della massa?

Litro
Mole
Chilogrammo
Ampere

2 Quale strumento si usa per misurare la massa?

Bilancia
Metro
Righello
Compasso

3 Quali tra questi è un multiplo del chilogrammo?

Megagrammo
Milligrammo
Decagrammo
Centigrammo

4 Quali tra questi è un sottomultiplo del chilogrammo?

Megagrammo
Tonnellata
Grammo
Quintale


Il tempo[modifica]

Cos'è il tempo[modifica]

Il tempo è una grandezza che misura lo scorrere degli eventi ed è indipendente (non si fermerà mai). È un sistema di misura sessagesimale, cioè per passare da multipli a sottomultipli si va di sessanta in sessanta. Misura la quantità di secondi, minuti e ore che passano. Il tempo è una delle 7 grandezze fondamentali del Sistema Internazionale (S.I.) insieme a lunghezza, massa, temperatura, intensità di corrente elettrica, intensità luminosa e quantità di materia. La sua unità di misura è il secondo (simbolo: s).

Multipli e sottomultipli[modifica]

Giorno Ora Minuto Secondo Millisecondo Microsecondo Nanosecondo
g h m s ms μs ns

Conversioni[modifica]

1 m = 60 s 1 h = 3600 s 1 g = 24 h

Alcuni strumenti per misurare il tempo[modifica]

Il tempo si può misurare con diversi strumenti del giorno d’oggi per esempio:

Strumenti Spiegazioni
Orologio digitale
Orologio Digitale
Per rappresentare l'orario, gli orologi digitali spesso utilizzano un display elettronico invece che le lancette.
Orologio analogico
orologio analogico
È uno strumento dotato di 3 lancette: una più corta indica le ore. Delle due più lunghe, quella che si muove velocemente è quella dei secondi e quella che si muove più lentamente è quella dei minuti.
La meridiana
Meridiana
La rotazione della Terra fa si che il Sole si muova nell'arco del cielo. L'ombra dello gnomone, il chiodo infisso per terra o nel muro, segue il movimento apparente del sole spostandosi di 15° in un'ora e segnando sul quadrante l'ora corrispondente.
La clessidra
Clessidra
In un contenitore di vetro cilindrico con una strozzatura al centro si mette della sabbia che capovolgendolo scorre in modo regolare: si può così misurare il tempo che passa.

Quiz sulle misure di tempo[modifica]

1 Qual è il simbolo dell'unità di misura del tempo?

Kg
s
mol
K

2 Quanti secondi ha un'ora?

3600
3900
6000
60

3 Quali strumenti si usavano anticamente per misurare il tempo?

Rolex
Orologio a pendolo
Clessidra
Smartwatch

4 Qual è il simbolo dell'unità di misura del tempo?

Kg
s
mol
K

5 Quale tra questi è un multiplo del secondo?

h
dm
A
Kg

6 Che tipo di sistema di misura è?

Sessagesimale
Decimale
Binario


La temperatura[modifica]

È una grandezza che indica quanto un corpo è caldo o freddo e non si deve confondere con il calore, perché il calore è una forma di energia. Lo strumento per misurare la temperatura è il termometro. L‘unità di misura della temperatura è il Kelvin.

Strumento di misura[modifica]

Il termometro è uno strumento di misura che contiene una sostanza che ha la caratteristica di espandersi quando si scalda. Una volta si usava una sostanza chiamata mercurio. Adesso questa sostanza è stata tolta perché era ritenuta troppo tossica, ed è stata rimpiazzata con una lega di Gallio, Indio e Stagno chiamata “Galinstan” che scorre in un capillare. Per misurare la temperatura si usano delle scale termometriche. A seconda dello stato politico d'appartenenza si usano scale diverse. Le più importanti sono:

  • SCALA KELVIN O ASSOLUTA: il punto più basso sulla scala è lo zero assoluto (0 K), il punto più alto è di 273,16 K.

La corrispondenza fra scala Kelvin e Centigrada è: T(K) = T(°C) + 273,15. T(K) = 0 è lo zero assoluto;

  • SCALA CELSIUS O CENTIGRADA: il punto più basso della scala è 0°C, il punto più alto è 100°C.

A 0°C l'acqua diventa ghiaccio, mentre a 100°C si ha l'ebollizione.

  • SCALA FAHRENHEIT: il punto più basso della scala è 32 F, il punto più alto è 212 F.

La corrispondenza fra scala Fahrenheit, Kelvin e Centigrada è:

Scala Centigrada Scala Fahrenheit Scala Kelvin
0°C 32 F 273,15 K
100°C 212 F 373,15 K

Intensità di corrente elettrica[modifica]

L’intensità di corrente elettrica viene indicata con la lettera A o I ed è il flusso di cariche elettriche che attraversano il conduttore in un certo tempo. La sua unità di misura è l’Ampere (A). Il conduttore è un materiale che trasmette corrente elettrica o calore: ad esempio quando si mette un cucchiaio di ferro nell'acqua calda, questo diventa della temperatura dell’acqua.

I simboli che vengono usati quando si parla di corrente elettrica sono:

  • A = Ampere
  • I = intensità.

I suoi multipli sono:

PREFISSO SIMBOLO VALORE
deca- da 10
etto- h 100
Kilo- k 1000


I suoi sottomultipli sono:

PREFISSO SIMBOLO VALORE
deci- d 0,1
centi- c 0,01
milli- m 0,001


Storia[modifica]

Ampere prende il nome dal fisico francese André Marie Ampère che era considerato uno dei maggiori studiosi di elettromagnetismo (scienza che studia i fenomeni di natura elettrica e magnetica). André Marie Ampère è nato a Lione il 20 gennaio 1775 ed è morto il 10 giugno 1836 a Marsiglia per colpa della polmonite. La moglie di André morì nel 1804, lui non si riprese più da quel duro colpo, in quell’anno è stato nominato anche professore di matematica a Lycèe di Lione. Ha fatto molte somme aritmetiche (matematiche) con i sassolini e briciole di biscotti senza saper contare.

Quiz sull'intensità di corrente elettrica[modifica]

1 Da dove prende il nome l'unità di misura dell'intensità di corrente elettrica?

dal fisico André Marie Ampère
dall'astronomo Ampere Camillo
da Galileo Galilei

2 Che cos'è un conduttore?

un materiale che non trasmette corrente o calore
un materiale che trasmette corrente o calore
un materiale plastico

3 Qual è il simbolo dell'Ampere?

A
E
a
Amp


Quantità di materia[modifica]

La mole, che si indica con il simbolo mol, è l'unità di misura del Sistema Internazionale (S.I.) della quantità di materia, usata soprattutto in chimica. La materia è formata da atomi e molecole: in una mole di qualsiasi sostanza c’è sempre lo stesso numero di atomi e di molecole. Il numero 6,022x1023 corrisponde al numero di molecole o atomi che ci sono in una mole ed è detto Numero di Avogadro (NA).

Quantità di materia mole mol
una delle sette grandezze fondamentali del sistema internazionale unità di misura della quantità di materia simbolo dell’unità di misura

Esempio: 1 mole di oro puro contiene 6,022x1023 atomi. 1 mole di acqua contiene 6,022x1023 molecole. Per convenzione si è deciso che gli atomi contenuti in 12 grammi di carbonio formano una mole.

Chi fu Avogadro[modifica]

Avogadro fu un chimico e fisico italiano nato il 9 agosto 1776 a Torino da una famiglia di nobili. Lui amava molto la matematica e la fisica. Insegnò al collegio Vercelli.

Quiz sulla quantità di materia[modifica]

1 Con che simbolo si indica la mole?

mol
cd
m

2 Come è detto il numero 6,022X1023?

numero di Avocadro
numero di Avocado
numero di Avogadro

3 Quando è nato Amedeo Avogadro?

8 agosto 1776
9 agosto 1774
9 agosto 1776

4 Avogadro amava molto la:

fisica
politica
geografia

5 Quanto Carbonio contiene abbastanza atomi da formare una mole?

12 grammi
21 grammi
8 grammi

6 Da cosa è formata la materia?

atomi e ossigeno
atomi e molecole
ossigeno e molecole

7 La mole è una delle sette grandezze fondamentali del Sistema Internazionale?

no

8 Che cosa vuol dire la sigla S.I.?

sassi impenetrabili
sistema internazionale
superfici infiammabili
succo imbevuto


Intensità luminosa[modifica]

L'intensità luminosa è la quantità di energia emessa da una sorgente luminosa. La sua unità di misura è la candela e il suo simbolo è cd; è una grandezza che misura la luce che proviene da una sorgente luminosa. Misurare l'intensità luminosa serve soprattutto a progettare i sistemi di illuminazione.

La luce[modifica]

La luce è una forma di energia che ci permette di vedere tutto ciò che ci circonda. I corpi che emettono luce sono chiamati sorgenti luminose e possono essere di due tipi: naturali e artificiali. Un pezzo di legno che brucia e il Sole sono sorgenti luminose. La luce emessa dalle sorgenti luminose appare chiara, ma in realtà è composta da onde di diversi colori.

Strumento di misura[modifica]

Il fotometro è uno strumento per la misurazione dell’intensità luminosa. Johann Karl Friedrich Zöllner era un fisico tedesco che studiò anche le illusioni ottiche. Lui ha “scoperto” l’intensità luminosa.

Quiz sull'intensità luminosa[modifica]

1 Quale strumento si usa per misurare l'intensità luminosa?

Manometro
Luciometro
Fotometro
Termometro

2 Qual è il simbolo dell'intensità luminosa?

cd
i.l.
sb
tn

3 Qual è l'unità di misura dell'intensità luminosa?

metro
grammi
candela
litri

4 Chi ha scoperto l'intensità luminosa?

Galileo Galilei
dott. Luce
Annibale Bach
Johann Karl Friedrich Zöllner

5 Le sorgenti luminose possono essere di due tipi. Individua la risposta corretta:

artificiali e luminose
naturali e artificiali
solide e liquide
tecnologiche e naturali


Bibliografia e sitografia[modifica]