Skip to main content

II.1. Mărimi fizice. Fenomene fizice.

II.1.1. Proprietăți fizice.

Natura este formată din corpuri. Banca, tabla, cartea, caietul, pietrele, Pământul, Luna, Soarele, casele, mașinile etc. toate sunt corpuri.

Omul percepe corpurile din natură cu ajutorul simțurilor sale, datorită proprietăților (însușirilor) pe care acestea le au.



Vedem culoarea corpurilor, starea lor de agregare, forma lor, transparența etc.

Mirosim parfumul florilor, laptele, oțetul și recunoaștem anumite substanțe după mirosul lor.

Pipăim obiectele într-o cameră întunecată ca să nu ne lovim sau caloriferul iarna, să simțim căldura dată de el.

Gustăm ciocolata dulce, pelinul amar, alimente uneori prea sărate, ardeiul iute.

Auzim clocotul apei când începe să fiarbă, ciripitul păsărelelor, tic-tacul ceasului.





Exemple:

Apa dintr-un pahar este:
  • lichidă;
  • fără gust (insipidă);
  • fără miros (inodoră);
  • fără culoare (incoloră);
  • transparentă (vedem prin ea);
  • ia forma vasului etc.



Laptele dintr-un pahar este:
  • un lichid;
  • cu gust dulce;
  • miros specific de lapte;
  • culoare albă;
  • opac (nu vedem prin el);
  • ia forma vasului.


Exemple de proprietăţi generale ale corpurilor:

  • Corpurile sunt formate din substanțe. Acestea pot fi:
    • substanțe naturale (oxigen, azot, apă, petrol, cărbuni, diamant, aur, sare etc.);
    • substanţe artificiale (sticlă, plastic, benzină, motorină, fier, aluminiu, îngrășăminte chimice etc.).
  • Corpurile ocupă un spațiu, numit volum.
  • Corpurile se pot afla în una dintre stările de agregare:

    • solidă: formă proprie și volum propriu;

    • lichidă: nu are formă proprie (ia forma vasului) și volum propriu (adică 1Litru de apă dintr-o sticlă, ocupă tot 1litru într-o oală de 10L);

    • gazoasă: nu are formă proprie (ia forma vasului) și nici volum propriu (ocupă tot volumul pus la dispoziție).





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.


Exemple de clasificări:

  • 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).


Exemple de ordonări:

  • 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.

Privește cele trei pahare cilindrice.
După ce criterii ai putea să le ordonezi?







Dacă le-ai _ordona după înălțime_ (notată cu h) ai obține aranjarea în ordine crescătoare exact ca în imaginea alăturată:

h1 < h2 < h3





Dacă le-ai _ordona după diametru_ (notat cu D - diametrul unui cerc reprezintă orice segment ce are ca extremități două puncte de pe cerc și trece prin centrul cercului) ai obține aranjarea în ordine crescătoare exact ca în imaginea alăturată:

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.


Exemple de proprietăți fizice măsurabile:

  • 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.

Exemple de 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.

Exemplu:

  • metrul este o lungime;
  • secunda este un interval de timp etc.

Mărimile fizice se notează cu simboluri.

Exemplu:

  • simbolul folosit pentru distanță este d;
  • simbolul pentru arie este A;
  • simbolul pentru timp este t etc.

Exemplu. Pentru măsurarea lungimii mesei, notată cu l am folosit:

  • 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)


II.1.3. Unități de măsură. Multiplii și submultiplii.


Stabilirea unităților de măsură se face prin convenții internaționale.

La nivel internațional s-a convenit să existe un sistem unic de mărimi și unități de măsură, numit Sistemul Internațional de mărimi și unități (abrevierea fiind SI). Acesta se aplică în România din 1960.

Pentru a exprima faptul că unitatea de măsură a lungimii în SI este metrul vom scrie:

și se citește unitatea de măsură pentru lungime în Sistemul Internațional este metrul.


Pentru a exprima faptul că unitatea de măsură a timpului în SI este secunda vom scrie:

și se citește unitatea de măsură pentru timp în Sistemul Internațional este secunda.


Observaţie:

Pe parcursul studiului fizicii vei învăța multe mărimi fizice și unitățile lor în SI. De asemenea trebuie să cunoști valorile multiplilor și submultiplilor care se aplică tuturor unităților de măsură. Pe lângă aceștia care sunt de bază mai există și alți multiplii mai mari, sau alți submultiplii mai mici.


Multiplii unităților de măsură - sunt mai mari decât unitatea respectivă de câte ori arată valoarea lor:




Submultiplii unităților de măsură - sunt mai mici decât unitatea respectivă de câte ori arată valoarea lor:




Observaţie:

Când avem de transformat dintr-un submultiplu sau multiplu în unitatea de bază, copiem valoarea dată, apoi în loc de simbolul multiplului sau submultiplului înlocuim valoarea lui (preferabil sub formă de fracție, la submultiplii) și copiem unitatea rămasă (vezi exemplele din tabel).
Nu uitați, când avem un număr înmulțit cu 10, 100, 1000 ș.a.m.d., se mută virgula numărului spre dreapta peste atâtea cifre câte zerouri avem.


Exemplu:

  • 0,7∙1000, mutăm virgula spre dreapta peste 3 cifre și în locurile libere punem zero.

Observaţie:

Nu uitați, când avem un număr împărțit la 10, 100, 1000 ș.a.m.d., se mută virgula numărului spre stânga peste atâtea cifre câte zerouri avem.


Exemplu:

  • 43/1000 mutăm virgula spre stânga peste 3 cifre și în locurile libere punem zero.


Pentru a caracteriza o mărime fizică trebuie să-i arătăm:

  • Simbolul
  • Formula de definiţie sau de calcul (există mărimi care nu au formulă şi care se determină numai în mod direct prin măsurare cu ajutorul unui instrument de măsură; de exemplu: lungimea, durata, temperatura etc.)
  • Unităţi de măsură (cea fundamentală sau în Sistemul Internaţional şi cele derivate);
  • Instrumente de măsură (există un număr mic de mărimi pentru care nu există instrumente de măsură; ele se determină numai în mod indirect, prin calcul cu ajutorul unei formule; de exemplu: aria, puterea mecanică, căldura etc.).

II.1.4. Fenomene fizice.


Observaţie:

În urma unui fenomen fizic, corpul nu își schimbă substanța.


Exemple de fenomene fizice:

  • Fierberea apei (apa își schimbă starea de agregare, din lichidă în gazoasă);






  • Mișcarea corpurilor (schimbarea poziției unui corp față de altul);






  • Topirea gheții (apa trece din starea solidă în starea lichidă);






  • Îndulcirea apei prin amestecarea cu miere (apa își schimbă gustul);






  • Aprinderea becului (filamentul se încălzește);






  • Întinderea unui arc etc.








II.1.5. Aplică ce ai învăţat.