Misurare

Cosa vuol dire misurare?

Quanta aria avete respirato oggi? (in condizioni di riposo un adulto medio compie 18/20 respirazioni al minuto), quante calorie ci sono in 100 gr di cioccolata? E la distanza dalla Terra alla Luna? Di quanta luce  hai bisogno per infilare un filo nella cruna di un ago? Quanto misura Giovanni? Naturalmente vogliamo sapere alcuni dati su Giovanni, quanto è alto, quanto pesa, quanto è “vecchio”. A tutte queste domande si risponde con qualche misura. Il cibo, l’aria, l’acqua sono stati misurati. La luce, il calore, l’elettricità, il suono sono stati misurati. Sicuramente sono state misurate anche la tua vista e la tua velocità nella corsa. Ma come si misurano le cose? Chi ha inventato le unità di misura? Se vai al mercato e acquisti delle mele del peso di 3 chilogrammi e dal costo totale di 1.75 euro. In questo caso sei di fronte a due misure, e in in ogni misura è stato usato un numero per descrivere una proprietà : il peso in Kg, il prezzo in euro.

Nascita e sviluppo delle misure

Le misure nascono dal confronto tra le cose. Le prime misure fatte usando unità di misura erano semplici: il piede, la mano, il pollice, un passo. Usava sassi per misurare il peso, il sole o la luna per il tempo o le stagioni. Oggi, l’industria moderna ha bisogno di misure precise. Le misure moderne nascono con Enrico I d’Inghilterra – regnò tra il 1100 e il 1135, decretò che una iarda dovesse essere la distanza tra la punta del suo naso e il pollice della sua mano tesa. L’idea di impostare un sistema di unità di misura adeguato alle necessità della scienza ma semplice da usare anche nella pratica risale al XVII secolo. Nel 1791 fu scelta come unità fondamentale la quaranta-milionesima parte del meritiamo terrestre, il metro. Per aree e volumi il metro quadro e il metro cubo. Per i pesi il chilogrammo, pari al peso di un litro d’acqua distillata a 4 °C, con i suoi multipli e sottomultipli. Nel 1875 il sistema metrico divenne internazionale ad opera di una Convenzione Metrica Internazionale. Il sistema metrico decimale è basato sul numero 10. L’unità fondamentale di ciascun tipo di grandezza si divide per le potenze di 10.

La storia della misura del tempo

Cosa è il tempo? sembra una domanda banale ma non lo è. I primi uomini misuravano il tempo col sorgere del sole o con le fasi della luna. Molto più tardi furono inventati gli orologi per misurare intervalli più brevi. Le unità di tempo sono definiti base al movimento della Terra rispetto alle stelle. L’unità di tempo è il secondo che è la 60esima parte del minuto, la 3600ma parte dell’ora e la la 86400ma parte del giorno solare medio.

La misura degli angoli

Gli angoli sono sono usati in molte occasioni: nel tracciare la rotta di un aeroplano, nel costruire una casa. Le nostre unità di misura derivano da unità babilonesi (base 60): dividevano il cerchio in 360 parti uguali (gradi), queste in 60 parti (minuti) e queste in 60 parti (secondi). Non sono solo queste le unità di misura degli angoli. Studierete il radiante, la suddivisione centesimale ma anche altro.

La misura della forza, del lavoro, dell’energia e della potenza

Le unità di misura per le forze (compressione, trazione) sono uguali alle unità di peso (grammi, chilogrammi). Si esegue un lavoro, in senso scientifico, quando una forza sposta un oggetto per un certo tratto. Esempio: quando un chilogrammo è sollevato di un metro, la quantità di lavoro eseguito si chiama chilogrammetro. L’energia si misura con le stesse unità del lavoro. La potenza è definita come la velocità con cui si esegue un lavoro. James Watt trovò che un cavallo medio poteva sollevare 550 libbre all’altezza di un piede in un secondo: perciò una macchina capace di fare lo stesso lavoro a ogni secondo si dice che ha la potenza di un cavallo vapore.

La misura del calore e della temperatura

Molte forme di energia sono misurate con unità speciali. L’unità di misura del calore è la caloria (cal). La caloria è la quantità di calore necessaria per aumentare di un grado centigrado la temperatura di un grammo di acqua – esattamente per innalzare da 14.5 a 15.5 °C. Questa si chiama piccola caloria. La chilocaloria (kcal) rappresenta mille volte la piccola caloria (cal). Da notare che temperatura e calore non sono la stessa cosa. La temperatura misura l’intensità relativa dell’energia termica in un dato posto, espressa in gradi, sopra o sotto un punto di riferimento chiamato zero. Nella scala centigrada lo zero è in coincidenza del ghiaccio fondente e 100°C quella dell’acqua in ebollizione.

Misura della luce

Per il mio tavolo ho bisogno di una lampadina da 900 lumen. Bene, il lumen è usato per misurare il flusso luminoso emesso da una sorgente luminosa. E’ una misura della potenza utile di una lampadina, cioè di quella che corrisponde effettivamente a luce visibile all’occhio umano. gli astronomi usano una unità di misura di lunghezza chiamata anno luce, che è la distanza che la luce percorre in un anno, circa 946 miliardi di chilometri.

Misure del suono

Come si misura il rumore proveniente dalla classe durante l’intervallo di ricreazione? Per rispondere si ha la scala in decibel. Un suono che può essere udito da un orecchio normale ha l’intensità di 0 decibel, un suono tanto intenso da provocare la soglia di dolore per un orecchio normale ha una intensità di circa 120 decibel. Un argomento a parte riguarda l’altezza del suono. I musicisti sono interessati all’altezza del suono. L’altezza dipende dalla frequenza con cui vibra lo strumento musicale che produce il suono: quanto più grande è la frequenza tanto più alto è il suono. La frequenza si misura in cicli al secondo (Herz).

Misura dell’elettricità

Il coulomb e la carica dell’elettrone sono usati come unità di carica elettrica. La quantità di carica elettrica che passa ad ogni secondo in un conduttore è misurata in ampere. La tensione che fa muovere le cariche elettriche lungo i conduttori si misura in volt. La resistenza dei conduttori, che si oppone al passaggio della corrente, è misurata in ohm. La potenza elettrica è misurata in watt.

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per ora ciao, a presto

(…. segue)

Info su Alberto

Alberto Pélissier nato a Firenze, vive e lavora a Viterbo, dopo una breve esperienza in società americana (Caterpillar) ha insegnato matematica nella scuola media, ha svolto attività di insegnamento utilizzando le nuove tecnologie che ha costantemente adattato alla realtà scolastica. Ha avuto incarichi di docenza in corsi di “Uso didattico del computer”, “Ricerca metodologica e uso consapevole in internet”, “Aggiornamento per l’uso di Cabrì Géometre per docenti di matematica”, ha partecipato ai convegni “Incontri con la matematica” in Castel S. Pietro (Uni Bologna) dal ’97 al 2006, svolge per diletto, attività di “web design”, continua contatti con scuole primarie e secondarie e cura l’aggiornamento del suo blog scolastico - http://www.doddlemath.net - http://www.webal.eu - Ha una collaborazione (volontaria) con la Biblioteca "Fumi" di Orvieto http://www.bibliotecaorvieto.it/ E' appassionato di musica e collabora con la UEL - Università della Età Libera - con proposte di opere e autori di cui cura la presentazione.
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