LE GRANDEZZE FISICHE

Le grandezze fisiche spesso non ci appaiono simili fra loro: se io dico: "questa sbarra misura 3 metri di lunghezza, ha una massa di 8 chili ed una temperatura di 20 °C" descrivo tre diverse proprietà che sono tutte quantitative ma che appaiono ben distinte fra loro. Infatti, nessuno affermerebbe che una lunghezza è la stessa cosa di una massa o di una temperatura!

Dunque, le grandezze fisiche si raccolgono in "tipi" differenti. Il "tipo" di una grandezza fisica, cioè la categoria a cui appartiene, ha il nome di dimensione. In base a come io percepisco una grandezza fisica posso affermare che essa ha come dimensione la lunghezza , la massa, la velocità, ecc.. - cioè che appartiene al tipo "lunghezza", "massa", "velocità" - ecc... Grandezze che appartengono allo stesso tipo - cioè che hanno la stessa dimensione - si chiamano omogenee. (Hai dei dubbi su cosa siano due grandezze omogenee? Clicca qua e fattelo spiegare dal Professore!)

Le dimensioni sono concetti primitivi

E' da notare un evidente parallelo fra la Fisica da una parte e la Geometria e la Matematica dall'altra. Quest'ultime materie si basano su oggetti che hanno il nome di concetti primitivi come ad esempio il punto, la retta e il piano (Geometria) o gli insiemi e le operazioni di calcolo (Matematica). Tali concetti hanno il nome di "primitivi" in quanto non sono dimostrabili o ricavabili in qualche modo: essi sono dati come presupposti, cioè come già presenti nella nostra mente e quindi non sono ulteriormente definibili.

Allo stesso modo, le dimensioni in Fisica non sono definibili. Infatti, non è possibile spiegare cosa sia una lunghezza o una massa: o una persona lo capisce da solo o non lo capirà mai. Dunque, le dimensioni sono i concetti primitivi della Fisica: ciò che le distingue dai concetti primitivi della geometria e delle matematica è che quest'ultimi appaiono essere concettuali, cioè nascono nella nostra mente, mentre quelli della Fisica sono ottenuti dalla osservazione del mondo che ci circonda.

Grandezze fondamentali e derivate

Non tutte le grandezze fisiche hanno la stessa importanza. In Natura esistono alcune grandezze fisiche indipendenti dette grandezze fondamentali. Esse sono dette così perché si possono ottenere solo e soltanto dalla osservazione diretta dei fenomeni fisici. Da queste è possibile ricavare tutte le altre grandezze fisiche dette grandezze derivate attraverso opportune operazioni matematiche. Ad esempio, la lunghezza ed il tempo sono grandezze fondamentali perché sono state dedotte dalla percezione dello spazio (la lunghezza) e dall'osservazione del movimento e della mutazione dei corpi (il tempo). La velocità invece è una grandezza derivata in quanto è ottenuta dal rapporto fra due grandezze fondamentali: lo spazio ed il tempo.

    Il numero delle grandezze fisiche fondamentali è andato via via aumentando con l'ampliarsi delle conoscenze scientifiche. Attualmente, il Sistema Internazionale riconosce sette differenti grandezze fondamentali ma non è detto che in futuro altre possano essere scoperte! Tali grandezze sono:

Nome	Unità di misura	Dimensione
Massa	Chilo (kg)	[M]
Lunghezza	Metro (m)	[L]
Tempo	Secondo (s)	[T]
Corrente elettrica	Ampere (A)	[I]
Temperatura	Kelvin (°K)	[q]
Quantità di sostanza	Mole (mol)	-- *
Intensità luminosa	Candela (cd)	--*
		* non esiste un simbolo specifico per queste dimensioni

Il fatto che il numero delle grandezze fondamentali sia proprio sette non è stata una scelta arbitraria degli scienziati ma un fatto sperimentale. In altre parole: gli scienziati hanno visto che con queste sette grandezze erano in grado di ottenere tutte le altre attualmente conosciute. Magari in futuro scopriremo che qualche grandezza che ritenevamo fondamentale in realtà può essere derivata da altre -ed allora il numero di grandezze fondamentali diminuirà- o forse scopriremo qualche altra grandezza a tutt'oggi sconosciuta -ed allora il numero delle grandezze fondamentali aumenterà-.