Grandezze fisiche del Sistema Internazionale di misura (scuola media)

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

• 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

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 luce^VK o al Parsec^VK. 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 un angolo di un secondo di grado.

Un parsec corrisponde a circa 3,6 anni luce.

Storia del metro

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

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

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

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

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

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

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

Cos'è il tempo

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

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

Conversioni

1 m = 60 s

1 h = 3600 s

1 g = 24 h

Alcuni strumenti per misurare il tempo

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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?

	sì
	no

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

	sassi impenetrabili
	sistema internazionale
	superfici infiammabili
	succo imbevuto

Intensità luminosa

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

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

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

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

• B. Negrino, D. Rodano, "Esplorare le Scienze", Il Capitello, 2006
• PLaNCK! (4 luglio 2017). Cos'è la luce? [File video] Tratto da: https://www.youtube.com/watch?v=Pi9aYOnCFC8
• Massa (fisica), in Wikipedia, da https://it.wikipedia.org/wiki/Massa_(fisica)
• S. Mandolini, Le parole della fisica, Zanichelli, 2012
• Le grandezze fisiche fondamentali, in Fisica Facile, da https://digilander.libero.it/amaccioni1/Unita%20di%20misura/Unita%20di%20massa.htm#javascript:;
• Il tempo. La misura del tempo: gli orologi, in Fisica Facile, da https://digilander.libero.it/amaccioni1/Tempo/tempo_orologi.htm
• Il tempo. Le unità di misura del tempo nella storia, in Fisica Facile, da https://digilander.libero.it/amaccioni1/Tempo/tempo_unita%20di%20misura_storia.htm
• Strumento di misura, in Wikipedia, da https://it.wikipedia.org/wiki/Strumento_di_misura
• La storia del metro. [File video] Tratto da: https://video.virgilio.it/guarda-video/la-storia-del-metro_bc5793291424001
• La misura del tempo, ep. 4 di Grandi uomini per grandi idee. Autore Albert Barillé. Serie televisiva
• ProfFlikFlak (29 dicembre 2011). La misurazione del tempo. [File video] Tratto da: https://www.youtube.com/watch?v=WuS5bqfB5_E&feature=youtu.be
• Prefissi metrici ed unità di misura del sistema internazionale, in Progetti Arduino, da https://www.progettiarduino.com/prefissi-metrici-e-unitagrave-di-misura-in-elettronica.html
• Amedeo Avogadro, in Wikipedia, da https://it.wikipedia.org/wiki/Amedeo_Avogadro
• La mole, in Scienze a Scuola, da https://www.scienzeascuola.it/lezioni/chimica-generale/la-mole
• Andrea Blarasin (13 dicembre 2016). La mole e le particelle. [File video] Tratto da: https://www.youtube.com/watch?time_continue=1&v=hLZU5ZjR5OI&feature=emb_logo
• Flipped Sciences (14 settembre 2017). Mole: una introduzione. [File video] Tratto da: https://www.youtube.com/watch?time_continue=2&v=MSlQkma5oUI&feature=emb_logo
• Don't Memorise (20 agosto 2018). Concept of Mole: Avogadro's Number. [File video] Tratto da: https://www.youtube.com/watch?time_continue=1&v=13i3xbuaCqI&feature=emb_logo
• Che cos'è la temperatura e come viene misurata? in Scienze a Scuola, da https://www.scienzeascuola.it/lezioni/fisica/che-cos-e-la-temperatura-e-come-viene-misurata