Nel 1960 l’Undicesima Conferenza Generale dei Pesi e delle Misure introdusse il Sistema Internazionale di Unità delle misure (abbr. con la sigla S.I.); è stato legalmente adottato in Italia nel 1982. Nella tabella si riportano le sette unità fondamentali del S.I.
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Grandezza fisica |
Simbolo della |
Nome dell’unità SI |
Simbolo dell’unità SI |
definizione della |
|---|---|---|---|---|
| Intensità di corrente |
I, i |
ampère |
A |
Un ampere è l’intensità di corrente elettrica che, se mantenuta in due conduttori lineari paralleli, di lunghezza infinita e sezione trasversale trascurabile, posti a un metro di distanza l’uno dall’altro nel vuoto, produce tra questi una forza pari a2 · 10-7 newton per metro di lunghezza. |
| Intensità luminosa |
Iv |
candela |
cd |
Una candela è pari all’intensità luminosa, in una data direzione, di una sorgente emettente una radiazione monocromatica di frequenza pari a 540 · 1012 hertz e di intensità radiante in quella direzione di 1/683 di watt per steradiante. |
| Lunghezza |
l |
metro |
m |
Un metro è definito come la distanza percorsa dalla luce nel vuoto in un intervallo di tempo pari a 1/299 792 458 di secondo. |
| Massa |
m |
chilogrammo |
kg |
Il chilogrammo è la massa di un particolare cilindro di altezza e diametro pari a 0,039 m di una lega di platino-iridio. |
| Quantità di sostanza |
n |
mole |
mol |
La mole è definita come la quantità di sostanza di un sistema che contiene un numero di unità interagenti pari al numero degli atomi presenti in 12 grammi di carbonio-12. |
| Temperatura termodinamica |
T |
kelvin |
K |
Il kelvin è definito come 1/273,16 della temperatura termodinamica del punto triplo dell’acqua. |
| Tempo |
t |
secondo |
s |
Il secondo è definito come la durata di 9 192 631 770 periodi della radiazione corrispondente alla transizione tra due livelli iperfini, da (F=4, MF=0) a (F=3, MF=0), dello stato fondamentale dell’atomo di cesio-133. |
Il Sistema internazionale di unità di misura è noto come sistema metrico decimale.
La parola metrico deriva dal greco misurare e la parola decimale fa riferimento alla base del sistema di relazione tra le misure che sono multiple o sottomultiple del dieci.
Ad eccezione del chilogrammo, multiplo del grammo, tutte le unità di riferimento sono definite in conformità a fenomeni naturali misurabili.
Ad esse si aggiungono le due unità supplementari che sono il radiante (rad) per l’angolo piano e lo steradiante (st) per l’angolo solido. Queste unità sono state scelte in modo tale ed in numero tale da poter rappresentare in modo non ambiguo qualunque grandezza fisica che si voglia misurare. Le unità di base sono dimensionalmente indipendenti, nel senso che nessuna di esse si può esprimere come funzione delle altre, anche se poi la definizione di una unità fa riferimento ad altre unità come nei casi del metro, dell’ampere, della candela e della mole.
Inoltre sono scelte e definite in modo da poter essere realizzate con la miglior precisione possibile allo stato attuale della tecnologia; è questo il motivo per cui le definizioni sono soggette a modifiche anche sostanziali, senza peraltro che vari il nome dell’unità e, entro le incertezze sperimentali, il valore del campione che le realizza.
Nello studio della Fisica, ed in molti altri campi del sapere, si incontreranno numerose ulteriori grandezze rispetto a quelle definite nella tabella precedente, ognuna delle quali dovrà essere espressa con la sua unità di misura.
Tutte le altre grandezze si chiamano “derivate” poiché sono definite a partire da quelle fondamentali combinate attraverso formulazioni matematiche: anche le grandezze derivate fanno parte del S.I.
Ad esempio l’unità di misura della velocità è una unità derivata: poiché l velocità è definita dal rapporto tra spazio e tempo, la sua unità sarà il metro al secondo, in simboli [m/s].
UNITÀ NON “S.I.” AMMESSE
Alcune unità, pur essendo fuori dal Sistema Internazionale, sono entrate talmente nella vita di ogni giorno da non poter essere messe al bando. Si tratta di alcune unità di misura del tempo (giorno, ora, minuto), dell’angolo (grado, minuto, secondo di angolo). Tutte le altre unità non indicate nella tabella debbono essere abbandonate e sostituite con unità SI. Così si deve prendere l’abitudine di esprimere la potenza dei motori delle automobili in kilowatt e non in cavalli (si ricordi che 1 CV è eguale a 0,735499 kW).
NOTAZIONE SCIENTIFICA
Capita spesso di esprimere una quantità di una determinata grandezza fisica che sia molto grande o molto piccola. Esempi:
- massa del sole: 1989000000000000000000000000000 Kg
- massa elettrone: 0.0000000000000000000000000000009108 Kg
Sono espressioni numeriche scomode da maneggiare; in tali casi, si adotta una notazione sintetica e facilmente comprensibile: la notazione scientifica. Essa esprime la grandezza con i numeri decimali da 1 a 9 ed una opportuna potenza del dieci. Nell’esempio precedente si ha così:
- massa del sole: 1,989 x 1030 Kg
- massa elettrone: 9,108 x 10-31 Kg
MULTIPLI E SOTTO MULTIPLI
Quando l’unità SI è troppo grande o troppo piccola per certe misurazioni, si possono usare i suoi multipli o sottomultipli decimali.
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Prefissi del Sistema Internazionale |
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10n |
Prefisso |
Simbolo |
Nome |
Equivalente decimale |
|
1012 |
tera |
T |
Bilione |
1 000 000 000 000 |
|
109 |
giga |
G |
Miliardo |
1 000 000 000 |
|
106 |
mega |
M |
Milione |
1 000 000 |
|
103 |
kilo o chilo |
k |
Mille |
1 000 |
|
102 |
etto |
h |
Cento |
100 |
|
10 |
deca |
da |
Dieci |
10 |
|
10−1 |
deci |
d |
Decimo |
0,1 |
|
10−2 |
centi |
c |
Centesimo |
0,01 |
|
10−3 |
milli |
m |
Millesimo |
0,001 |
|
10−6 |
micro |
µ |
Milionesimo |
0,000 001 |
|
10−9 |
nano |
n |
Miliardesimo |
0,000 000 001 |
|
10−12 |
pico |
p |
Bilionesimo |
0,000 000 000 001 |