II.1.2. Măsurarea unei mărimi fizice
Pentru a înțelege noțiunea de mărime fizică, mai întâi trebuie să clarificăm două noțiuni, și-anume: clasificarea și ordonarea.
A clasifica, corpurile unei mulțimi înseamnă a le împărți în grupe (clase), după un anumit criteriu de clasificare (o proprietate comună tuturor corpurilor din acea mulțime).
Elevii unei clase pot fi clasificaţi după înălţime în trei grupe:
- Grupa elevilor scunzi;
- Grupa elevilor cu înălţime medie şi
- Grupa elevilor înalţi.
Corpurile din imaginea de la stările de agregare: cub de gheață, apa dintr-o cană și fumul de locomotivă pot fi clasificate, după starea de agregare și obținem trei grupe:
- Solide (cubul de gheață);
- Lichide (apa din cană) și
- Gazoase (fumul de locomotivă).
A ordona corpurile unei mulțimi înseamnă a le înșirui (aranja) în ordine crescătoare / descrescătoare pe baza unui criteriu de ordonare (o proprietate comună tuturor corpurilor din acea mulțime).
La ora de sport, elevii unei clase se ordonează în ordine crescătoare după înălţime.
Dacă am dori să ordonăm cele 3 corpuri din imaginea de la stările de agregare: cub de gheață, apa dintr-o cană și fumul de locomotivă nu o vom putea face, întrucât nu vom găsi niciun criteriu de ordonare, fiindcă ele nu au nicio proprietate comună după care am putea să le aranjăm crescător.
După ce criterii ai putea să le ordonezi?
h1 < h2 < h3
D1 < D2 < D3
În funcţie de criteriul de ordonare există două categorii de proprietăți fizice:
a) proprietăți care pot fi criterii de ordonare, de exemplu: lungimea, înălțimea, diametrul, aria unei suprafețe, volumul unui corp, timpul unui eveniment, temperatura, greutatea etc.
b) proprietăți care nu pot fi criterii de ordonare, de exemplu: starea de agregare, culoarea, mirosul unui corp, gustul unui aliment, forma unui corp. Nu putem face o comparație cantitativă (mai mare sau mai mic) între aceste proprietăți ale corpurilor. Ce relație de mai mare sau mai mic să pun între culoarea roșie și culoarea albastră?
Dintre aceste două categorii, numai proprietăţile fizice care constituie criterii de ordonare sunt proprietăţi măsurabile. Ele permit compararea lor cantitativă cu alte proprietăţi de acelaşi fel, adică pot fi măsurate. Acestea sunt proprietăţile care îi interesează pe fizicieni şi care vor fi studiate de tine pe parcursul orelor de fizică.
Proprietățile fizice măsurabile ale unui corp sunt acele proprietăți care pot fi măsurate cu ajutorul unui dispozitiv și cu ajutorul cărora corpurile pot fi ordonate.
Lungimea mesei măsurată cu rigla este de 90 cm.
Timpul orei de curs măsurat cu ceasul este de 50 de minute.
Volumul apei din sticlă măsurat cu vase gradate este de 2 L.
Proprietăţilor fizice măsurabile li s-au asociat mărimi fizice.
Întinderii spaţiale pe o singură direcţie i s-a asociat mărimea fizică numită lungime.
Întinderii spaţiale pe două direcţii i s-a asociat mărimea fizică numită arie.
Întinderii spaţiale pe toate cele trei direcţii (sau locul ocupat de corp în spaţiu) i s-a asociat mărimea fizică numită volum.
Intervalul de timp al unui eveniment = durată.
Intensitatea interacţiunii dintre două corpuri = forţă.
Măsurarea unei mărimi fizice presupune compararea cantitativă a acesteia cu unitatea de măsură (numită și etalon) aleasă.
Măsurarea unei mărimi fizice se face cu ajutorul unui instrument de măsură adecvat.
Mărimea fizică şi unitatea de măsură corespunzătoare acesteia măsoară aceeaşi proprietate.
Metrul este o lungime.
Secunda este un interval de timp etc.
Mărimile fizice se notează cu simboluri.
Simbolul folosit pentru distanță este d.
Simbolul pentru arie este A.
Simbolul pentru timp este t etc.
A măsura o mărime fizică înseamnă a o compara cu o altă mărime de aceeași natură, aleasă ca unitate de măsură.
Unitatea de măsură (etalon): cm.
Instrumentul de măsură: rigla.
Procedeul de măsurare: compararea.
Rezultatul măsurătorii este: l = 90 cm (lungimea mesei are valoarea numerică 90, iar unitatea de măsură aleasă a fost centimetrul).
| Rezultatul măsurătorii unei mărimi fizice se dă sub următoarea formă: |
|---|
| MĂRIME FIZICĂ (SIMBOL) = VALOARE NUMERICĂ ∙ UNITATE DE MĂSURĂ(SIMBOL) |