GRANDEZZE FISICHE E MISURA Una grandezza fisica viene definita operativamente tramite le operazioni che facciamo per misurarla Ogni volta che analizziamo un fenomeno fisico percorriamo i.

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Transcript GRANDEZZE FISICHE E MISURA Una grandezza fisica viene definita operativamente tramite le operazioni che facciamo per misurarla Ogni volta che analizziamo un fenomeno fisico percorriamo i.

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GRANDEZZE FISICHE
E
MISURA

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Una grandezza fisica viene definita
operativamente tramite le operazioni che
facciamo per misurarla

Ogni volta che analizziamo un fenomeno
fisico percorriamo i passi…

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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.
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PRE-MISURA : i passaggi
Confrontare e ordinare grandezze

Siamo di fronte ad una grandezza fisica
quando possiamo trovare una
procedura per il confronto
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Esempio: la sabbia

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

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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
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Potremmo metterli
accanto e
osservarli…

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Pieno o
vuoto?

Più o
meno?

Alto o
basso?
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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

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E se cambiamo contenitore?

Il metodo di osservazione
funziona ancora?
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Qual
è
il
Travasiamo
il
Confrontiamolo
recipiente
che
contenuto
del
con gli altri
Il problema
è
contiene
più
primo
bicchiere
bicchieri
sabbia? sulla
comprensione
della
conservazione
della materia
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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
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L’UNITA’ DI MISURA
•deve essere omogenea alla grandezza da
misurare e più piccola di essa
•deve avere dei sottomultipli e/o dei multipli
•deve essere costante, riproducibile,
universale
•può essere arbitraria oppure convenzionale
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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
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I VANTAGGI DELLA MISURA
SULLA PREMISURA
•Migliore definizione della procedura di
identificazione delle grandezze fisiche

•Confronto più sicuro tra grandezze fisiche
perché confronto tra numeri
•Facilitazione nel processo di individuazione
delle relazioni tra grandezze
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Ricapitoliamo…una Grandezza Fisica…

Cos’è?

Come si definisce?

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)
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Conflitti generazionali
Ciao Nonna!!
Matite? Ma cosa gli
insegnano questi
professori moderni?

Oggi a scuola ci siamo misurati
per vedere quanto saremo
cresciuti alla fine dell’anno!
Io sono alto 9Riusciranno
matite e mezza… emai
tu Nonna, quante matite sei alta?

a capirsi?

Benedetto ragazzo! Dimmi
tu, piuttosto, quanti ferri
deve essere lunga la sciarpa
che ti sto facendo!

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IL SISTEMA INTERNAZIONALE DI UNITÀ DI MISURA

Grandezza

Unità di misura
Nome

Strumento di
misura

Simbolo

Lunghezza

Metro

m

Massa

Chilogrammo

kg

Tempo

Secondo

s

Temperatura

Kelvin

K

Intensità di corrente

Ampere

A

Intensità luminosa

Lux

cd

Quantità di materia

Mole

mol

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COMPETENZE collegate alla misura
RICONOSCERE

le grandezze fisiche che caratterizzano i
corpi, esprimendone la misura ed effettuando conversioni di unita’
di misura

RAPPRESENTARE

Le 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
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ESEGUIRE

Semplici misure dirette e indirette, valutando
l’incertezza ed esprimendo correttamente i risultati

RAPPRESENTARE

I 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

APPLICARE

Leggi fisiche e definizioni
grandezze incognite di un problema

per

ricavare

le

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LA MISURA DELLE
SUPERFICI

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Il metodo “classico”:
•Misura delle dimensioni lineari (base, altezza)
•Effettuazione di calcoli (base X altezza)

Definizione dell’unità di misura, il m2
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Il m2, una unità di misura
“derivata”

Applicazione di calcoli ad unità dirette
m2 = m X m
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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
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Definizione di una unità di misura

“ad hoc”

Una unità di misura che sia essa
stessa una superficie

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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
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ATTIVITA’ DA SVOLGERE:
• Riportare l’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
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Determinazione del numero di quadretti
che stanno dentro un contorno

61
quadretti

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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 indeterminazione pari a
(71 – 42) cm2 = 29 cm2

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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

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GLI OBIETTIVI
A livello
operativo

A livello
espressivo

scegliere una unità registrare ed
di misura
esprimere
correttamente i
risultati delle
misure
eseguire i
rappresentarli
passaggi
correttamente sia
necessari alla
dal punto di vista
quantificazione
simbolico che
delle situazioni
grafico
operative
proposte.

A livello logico
individuare
grandezze fisiche
omogenee

confrontare diversi
modi di eseguire la
misura (diretta o
indiretta) e
riconoscerle simili
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Esempio: l‘erbario

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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?

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LA MISURA DEI VOLUMI

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Il metodo “classico”:
Misura delle
Calcolo
dimensioni lineari
(base, altezza, profondità)

(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”
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Unità di misura omogena
per il volume:
il “blocchetto”

per la capacità:
il “bicchierino”

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Slide 38

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

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LA FORZA

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IL CONCETTO DI FORZA

E’ familiare a tutti

ma…
spesso l’idea che se ne ha non coincide
con la definizione che se ne dà in fisica
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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
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La somma di tutte le forze agenti su un
corpo provoca in questo una variazione
di velocità dipendente dalla massa del
corpo stesso

La accelerazione è dovuta all’azione di
una o più forze
2a legge della dinamica
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Introduzione alla forza

Metodo statico

Metodo dinamico

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statico

Premisura

Misura
Confronti indiretti
Analisi degli effetti
delle forze

Confronti diretti

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

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Diversi modi di definire la massa
Quantità di materia

La massa inerziale

La massa gravitazionale

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Note didattiche
massa

Quanto è
grosso

Quantità di materia

volume

Spazio occupato

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volume
Quantità
di materia

massa
Quanto
pesa

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massa

volume

Sono facilmente confusi, si possono
separare comprendendo che le
operazioni per misurarli sono diverse

Forza peso
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La conservazione della massa
Il concetto di massa è “più
fondamentale” di quello di volume
perché

La massa si conserva in ogni
trasformazione mentre il volume può
cambiare
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La massa totale si è conservata

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Esercitazione n1
• Progettare un’attività didattica che introduca al
concetto di misura,
• produrre una scheda di lavoro per gli studenti
che li guidi nella realizzazione di strumenti di
misura non convenzionali per una delle seguenti
grandezze fisiche:






Lunghezza
Superficie
Volume
Massa
Tempo
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