1.12
Tutte le grandezze fisiche possono essere espresse utilizzando quantità di base o quantità derivate e ogni quantità è rappresentata da un simbolo, che ne definisce le dimensioni.
Ad esempio, la velocità di un'auto è definita come la distanza divisa per il tempo. Il termine distanza corrisponde alla lunghezza della quantità, indicata con L e il tempo con T.
Quindi, possiamo scrivere la dimensione della quantità di velocità, come L diviso per T o LT alla potenza di meno uno.
Affinché un'equazione sia dimensionalmente corretta, dovrebbe obbedire a due regole. Numero uno, le espressioni su ciascun lato dell'uguaglianza in un'equazione devono avere le stesse dimensioni.
Numero due, le funzioni matematiche standard nelle equazioni devono essere adimensionali
Ad esempio, sappiamo che la dimensione del volume è L al cubo. Ora, consideriamo un cilindro con raggio r e altezza h.
Sappiamo che il volume di un cilindro è π r squared h. Il termine π è una costante, ed è una quantità adimensionale. Il termine r corrisponde alla quantità lunghezza, e possiamo scrivere la sua dimensione come L al quadrato, e il termine h corrisponde anche alla quantità lunghezza, che dà la dimensione del volume del cilindro come L al cubo. Quindi, l'equazione è dimensionalmente corretta.
Finché conosciamo le dimensioni delle singole quantità fisiche che appaiono in un'equazione, possiamo verificare se l'equazione è dimensionalmente coerente.
Un'altra applicazione dell'analisi dimensionale è quella di ricordare un'equazione. Ad esempio, supponiamo che tu non ricordi se la velocità è uguale al tempo diviso per la distanza o alla distanza divisa per il tempo.
Le dimensioni del tempo, della distanza e della velocità sono rispettivamente T, L e LT alla potenza di meno uno. Riducendo entrambe le equazioni alle loro unità fondamentali su ciascun lato dell'equazione, otteniamo velocità uguale alla distanza divisa per il tempo.
Il concetto di dimensione è importante perché ogni equazione matematica che collega grandezze fisiche dev'essere dimensionalmente coerente, implicando…
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