La misura diretta e indiretta
La misura di una grandezza fisica può avvenire in due modi principali: direttamente, confrontando la grandezza con un campione standard, oppure indirettamente, attraverso calcoli basati su altre grandezze misurate.
Ma cosa significa esattamente misurare direttamente o indirettamente?
Vediamo insieme qualche esempio concreto che ci aiuta a capire queste differenze.
La misura diretta
La misura diretta avviene quando confrontiamo una grandezza fisica con un campione scelto come unità di misura.
Misurare la lunghezza di un tavolo con un metro a nastro è un classico caso di misura diretta: il metro ci permette di stabilire quante volte l'unità di misura (un metro, un centimetro, ecc.) è contenuta nella lunghezza della scrivania.
Questo tipo di misura è spesso semplice e immediata, ma è limitato dalle dimensioni dello strumento e dall'accessibilità della grandezza.
Possiamo sicuramente utilizzare un metro a nastro (strumento di misura) per rilevare direttamente la lunghezza o la larghezza di un tavolo. Tuttavia, lo stesso strumento non è adatto a misurare grandezze come il raggio o la circonferenza della Terra!
La misura indiretta
La misura indiretta si rende necessaria quando la grandezza in questione non è facilmente accessibile o misurabile direttamente.
In questi casi, utilizziamo relazioni matematiche che legano la grandezza incognita ad altre grandezze misurabili.
Ad esempio, quando misuriamo il volume di una scatola rettangolare, non misuriamo direttamente il volume.In genere, misuriamo direttamente la larghezza, l'altezza e la profondità della scatola con un metro, e poi calcoliamo il volume moltiplicando queste dimensioni (Volume = larghezza × altezza × profondità).
La misura del volume è quindi indiretta, perché viene calcolata usando le misure dirette delle tre dimensioni.
Un esempio storico di misura indiretta è il lavoro di Eratostene di Cirene, che intorno al 230 a.C. misurò il raggio della Terra tramite una misura indiretta basata su osservazioni geometriche. Eratostene rilevò l’angolo dei raggi solari rispetto alla verticale in due città egiziane, Alessandria e Siene (oggi Assuan), e calcolò la circonferenza terrestre con una proporzione. Dividendo questa circonferenza per \(2\pi\), stimò il raggio terrestre con una precisione straordinaria per l'epoca, senza mai lasciare il suolo egiziano.
Un altro tipo di misura indiretta è la stima dell'area di una figura irregolare utilizzando un reticolo di quadratini e contando quante celle sono occupate dall’oggetto. Possiamo fare sia una stima per eccesso (verde) che per difetto (gialla). La superficie della figura sarà sicuramente tra questi due valori.
Oppure possiamo misurare indirettamente il volume di un cilindro immergendolo in acqua e rilevando l’aumento del livello del liquido. E' una tecnica basata sul principio di Archimede.
In conclusione, la scelta tra una misura diretta e indiretta dipende dalla grandezza da misurare e dalle risorse a disposizione.
Le misure dirette sono spesso preferite per la loro semplicità, ma le misure indirette rendono possibili delle misurazioni altrimenti impossibili, troppo complesse o costose.
