Fisica - Scuola secondaria di secondo grado Grandezze fisiche Grandezze del Sistema Internazionale Volume

1. Le grandezze fisiche e la loro misurazione

23 esercizi

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Fisica

Per ciascuna delle seguenti affermazioni, indica se è vera o falsa.

A: Esistono grandezze fondamentali e derivate.

B: Una grandezza è una proprietà che può essere misurata.

C: Una grandezza è un dato numerico.

D: A ogni misurazione di una grandezza è possibile associare un numero seguito da una unità di misura.

E: Le grandezze si ottengono con le misurazioni.

Vero o falso

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La misurazione è ________ tramite il quale si riesce ad associare a una grandezza ________. Le operazioni che costituiscono il procedimento sono le seguenti: scelta di uno strumento con relativa ________, confronto dell'unità scelta con la ________, acquisizione di ________ (il risultato della misurazione), che esprime quante volte l'unità di misura scelta è contenuta nella grandezza da misurare.

Posizionamento

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Quali tra le seguenti affermazioni o equivalenze sono corrette?

A: La lunghezza è una grandezza fondamentale.

B: 65,4 mm = 0,654 m

C: 1 cm = 10^-5 km

D: Lo spessore di un libro è una lunghezza.

E: Nella parola millimetro, il prefisso milli si riferisce al fattore 10³.

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Quali tra le seguenti affermazioni sono corrette?

A: In certi casi applicare una formula geometrica per calcolare l'area di una superficie è un metodo più veloce della misurazione.

B: La superficie di un oggetto è la porzione di spazio che esso occupa.

C: 3,56 m² significa: 3 m², 5 dm² e 6 cm².

D: Misurare una superficie significa contare quante volte l'unità scelta è contenuta nella superficie.

E: 20 cm² = 0,20 m², perché nella scala del sistema metrico decimale per passare dal centimetro al metro si salgono due scalini.

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Per determinare la ________ di una foglia con una bilancia, si costruisce con un materiale opportuno, per esempio un cartoncino, un'unità di misura.
Si riporta ________ il contorno della foglia e si ritaglia la figura ottenuta. Con la bilancia si determina ________ dell'unità di misura costruita (per esempio, 0,2 g) e quella della foglia ritagliata (per esempio, 1,5 g). Con la divisione ________ si ottiene il numero di volte in cui l'unità è contenuta nella foglia.
Per usare questa procedura ________ che la massa dell'unità di misura sia più piccola di quella della foglia.

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Quali tra le seguenti affermazioni sono esatte?

A: 2,5 L corrispondono a 2500 cm³

B: Un cubo di spigolo 10 cm ha il volume di 10 cm³ .

C: Il millilitro corrisponde al millimetro cubo.

D: Per trasformare in metri cubi un dato espresso in centimetri cubi, si moltiplica il numero per 10^-6.

E: L'unità di misura del volume nel Sistema Internazionale è il litro.

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Considera la misurazione del volume di un oggetto solido effettuata tramite immersione in un cilindro graduato, che contiene acqua. Per ciascuna delle seguenti frasi, indica se è vera o falsa.

A: Prima di immergere l'oggetto è necessario leggere il volume di acqua presente nel cilindro.

B: Il volume dell'acqua nel cilindro cambia, quando si immerge l'oggetto.

C: È necessario che l'immersione dell'oggetto non faccia traboccare acqua dal cilindro.

D: Non è necessario che l'oggetto risulti completamente sommerso dall'acqua.

E: Il valore del volume dell'oggetto che si ricava risulta maggiore se si utilizza un liquido meno denso dell'acqua, come l'olio.

Vero o falso

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Sulla scala di un cilindro graduato, tra la tacca corrispondente al volume di 10 mL e quella relativa a 20 mL ci sono altre nove tacche. La scala di un termometro, invece, ha la sensibilità di un quinto di grado Celsius. Quali informazioni corrette possono essere dedotte da queste indicazioni?

A: È possibile leggere sul termometro la temperatura di 37,5 °C.

B: Tra due tacche consecutive sulla scala del cilindro c'è la differenza di 1 mL.

C: La portata del cilindro è 20 mL.

D: Tra la tacca dei 37,0 °C e quella dei 38,0 °C, sulla scala del termometro, ci sono 5 suddivisioni.

E: L'intervallo di incertezza delle misure effettuate con il cilindro è 1 mL.

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Se voglio sapere quante scatole possono essere disposte sul ripiano di uno scaffale, devo conoscere ________.
Se voglio determinare il numero massimo di mattoni che posso mettere su una bilancia di cui conosco ________, mi interessa sapere ________.
Se i piatti di una bilancia sono in equilibrio, posso concludere che gli oggetti posti sulla bilancia hanno la stessa ________, ma se sono fatti di materiali diversi ________ un volume diverso.

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Per ciascuna delle seguenti affermazioni, indica se è vera o falsa.

A: La differenza tra la temperatura massima e minima, registrate in una giornata, non cambia se si esprimono le temperature in gradi Celsius o in kelvin.

B: Per costruire la scala Celsius è necessario registrare il livello raggiunto dal mercurio durante la fusione del ghiaccio e durante l'ebollizione dell'acqua.

C: Lo zero della scala Celsius corrisponde a -273 K.

D: La scala Kelvin non presenta valori negativi, a differenza della scala Celsius.

E: Per costruire un termometro con scala Celsius si può utilizzare un liquido qualsiasi.

Vero o falso

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Se si legge la scala di un cilindro mettendosi al di sopra o al di sotto del livello raggiunto dall'acqua, si commette un errore ________ che fornirà misure talvolta maggiori talvolta minori del volume dell'acqua.
Se durante un esperimento misuriamo gli intervalli di tempo con un orologio che "va indietro", si commette un errore ________ che porta a ________ tali intervalli.
È possibile ________ gli errori ________ ripetendo diverse volte la misura.

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Quali tra le seguenti affermazioni sono esatte?

A: L'incertezza sulla media di una serie di misure diminuisce se aumenta il numero delle misure a disposizione, a parità di valore massimo e minimo della serie.

B: L'intervallo di incertezza di una misura singola è ampio il doppio della sensibilità dello strumento.

C: Se si ha a disposizione un solo dato, si assume come incertezza il doppio della sensibilità dello strumento.

D: Quando si hanno a disposizione misure ripetute, la media è il valore più attendibile della grandezza misurata.

E: Per determinare l'incertezza sul valore medio, basta conoscere il valore massimo e minimo della serie di misure.

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Supponi di misurare con lo stesso cronometro, con sensibilità 0,1 s, la durata di una oscillazione completa di un pendolo, ottenendo il valore 2,5 s, e il tempo di svuotamento di una clessidra, ottenendo 20,0 s. Individua l'unica affermazione esatta.

A: L'intervallo di incertezza ha la stessa ampiezza per entrambe le misure.

B: Le due misure hanno la stessa precisione, perché entrambe hanno lo stesso errore assoluto.

C: L'errore percentuale sull'oscillazione del pendolo è 0,04%.

D: Il tempo di svuotamento della clessidra vale (20,0 ± 0,2)s

E: L'errore relativo sul tempo di svuotamento della clessidra è 0,005 s.

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Per ciascuna delle seguenti operazioni o affermazioni, indica se è vera o falsa.

A: 2,5 · 10³ = 0,025 · 10⁵= 250 000 · 10^-2.

B: In una settimana ci sono 604 800 s. L'ordine di grandezza di questo numero è 10⁵.

C: La corretta scrittura in notazione scientifica del numero 0,000056 è 56 · 10^-6.

D: L'ordine di grandezza di 350 000 è lo stesso di 550 000, perché in entrambi i casi si tratta di centinaia di migliaia.

E: 2,5 mm = 2,5 · 10^-6 km.

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Quali delle seguenti frasi sono corrette?

A: Nella scrittura (6,900 ± 0,03) L entrambi gli zeri del dato sono significativi.

B: I dati 18,0 °C e 18,00 °C non sono uguali.

C: Il dato l = 4,70 m è scritto con 3 cifre significative.

D: La media di un gruppo di misure di tempo risulta 3,459 s; la semidifferenza tra il valore massimo e minimo registrati è 0,032 s. Allora la misura si scrive (3,45 ± 0,03) s.

E: L'ultima cifra significativa di un dato è quella su cui cade l'errore assoluto.

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Indica tra le seguenti l'unica frase sbagliata.

A: Nelle addizioni e sottrazioni, il numero di cifre significative del risultato coincide con quello delle sue cifre decimali.

B: In una divisione, il numero di cifre significative del risultato è uguale a quello del dato che ne ha di meno.

C: I dati 1200 kg e 1,2 · 10³ kg indicano lo stesso valore ma non hanno lo stesso numero di cifre significative.

D: Dal punto di vista delle cifre significative l'equivalenza 6,5 km = 6500 m non è corretta.

E: Sommando 23,05 g con 4,5 g si ottiene un risultato con una sola cifra decimale.

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Sottraendo tra loro due numeri piuttosto vicini, si ottiene un risultato piccolo. Per esempio, 6,28 g – 6,00 g = 0,28 g. L'errore assoluto sul risultato della differenza è ________ degli errori assoluti dei due dati: se i dati sono (6,28 ± 0,02)g e (6,00 ± 0,02)g, ________ sul risultato della differenza vale 0,04 g. Questo errore è maggiore di ciascuno dei due dati di partenza, e si riferisce a un dato molto più piccolo di quelli di partenza. Quindi ________ del risultato della differenza tra due numeri vicini è ________ di quella dei dati di partenza.

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Vogliamo calcolare la velocità media di un motorino, dividendo lo spazio che percorre per il tempo impiegato. Lo spazio percorso è (500 ± 5) m; il tempo impiegato viene misurato con un cronometro con ________ 0,01 s ed è (45,00 ± 0,01) s. L'errore ________ sulla misura dello spazio è ________, mentre quella sul tempo è 0,02 % (errore arrotondato per difetto).
Sappiamo che l'errore relativo sul quoziente, cioè sulla velocità, è pari alla ________ dei due errori relativi, che risulta comunque molto simile all'1%: la maggiore precisione del dato di tempo si è persa. Quindi, è ________ tentare di ridurre l'incertezza di uno dei due dati di una moltiplicazione o divisione, quando l'altro rimane molto grossolano. Si ottiene un risultato migliore cercando invece di migliorare almeno un po' la precisione del dato peggiore.

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Per ottenere un sistema di riferimento cartesiano, si tracciano due assi ________, che si incontrano in un punto chiamato origine. Si sceglie su ciascun asse ________ opportuna, considerando quanto sono grandi i valori numerici da riportare e lo spazio a disposizione sul foglio. Per ciascun asse è necessario indicare il nome della grandezza e la sua unità di misura. Sull'asse delle ascisse si riporta la variabile ________. Per ognuna delle coppie di dati a disposizione, il primo numero della coppia va sull'asse ________, il secondo sull'altro asse.

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Quali tra le seguenti frasi sono sbagliate?

A: Il rapporto tra i valori di due grandezze direttamente proporzionali è costante.

B: L'operazione di interpolazione permette di collegare i punti sperimentali in un piano cartesiano con una linea continua.

C: Nei primi anni di vita, l'età di una persona e la sua altezza sono grandezze direttamente proporzionali, perché se aumenta una aumenta anche l'altra.

D: La velocità di un'automobile e il tempo che impiega a percorrere un dato tratto di strada sono grandezze inversamente proporzionali.

E: Il grafico che rappresenta la proporzionalità inversa tra due grandezze è una linea retta che passa per l'origine degli assi.

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La densità del sughero è 250 kg/m³. Quale tra le seguenti affermazioni è sbagliata?

A: La massa di 1 dm³ di sughero è 0,250 kg.

B: Il valore di densità può essere espressa anche nel seguente modo 0,250 g/cm³.

C: La massa di 1 m³ di sughero è 250 kg.

D: Per un qualsiasi oggetto di sughero, se facciamo il rapporto tra la sua massa (in kg) e il suo volume (in m³) otteniamo sempre lo stesso valore.

E: Occorrono 250 m³ di sughero per ottenere la massa di 1 kg.

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Nel grafico (clic per ingrandire) sono riportate le linee che mettono in relazione massa e volume per il ferro (linea in alto) e per l'alluminio (linea in basso).
20 cm³ di ________ hanno la massa di circa 50 g, mentre lo stesso volume di ________ ha una massa circa ________ ; quindi la densità dell'alluminio è circa ________ di quella del ferro.

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Durante i passaggi di stato, ________ di una data sostanza rimane costante; invece il volume cambia. Nel passaggio da stato liquido a stato aeriforme, il volume ________ notevolmente, per cui la densità della sostanza ________ in maniera significativa. Per quanto riguarda l'acqua, inoltre, con la fusione il volume diminuisce un poco, quindi la densità dell'acqua liquida è ________ di quella del ghiaccio, anche se non di molto.

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