In questo appunto vediamo quali sono le unità di misura di riferimento delle grandezze fondamentali ed i sistemi di riferimento internazionali. In particolare in questo appunto vedremo:
- Cosa è una grandezza: grandezze intensive ed estensive
- Grandezze fondamentali e grandezze derivate
- Sistemi di misura internazionali
- Multipli e sottomultipli di una unità di misura
La distinzione tra grandezze scalari e vettoriali non verrà spiegata nel corso di questo testo ma la troverai al seguente link.
Cosa è una grandezza: grandezze intensive ed estensive
Possiamo definire con il termine grandezza qualsiasi proprietà che può essere misurate in modo quantitativo. Un esempio di grandezza è la massa o il volume di un oggetto. Una prima distinzione è quella tra grandezze intensive ed estensive. Una grandezza si dice estensiva quando la sua quantità dipende dalla quantità di materia o dall’estensione della stessa. Se la misura di una grandezza non dipende dalla quantità di materia si dice intensiva.
Un’altra distinzione è quella tra grandezze scalari e vettoriali a seconda se per definirla è necessario definire oltra alla quantità anche una direzione e ad un verso.
Grandezze fondamentali e grandezze derivate
Esiste un numero molto elevato di grandezze che possono caratterizzare un oggetto. Un breve elenco: Massa, volume, energia, resistenza elettrica, conducibilità elettrica, conducibilità termica, intensità di corrente, quantità di materia, potenziale elettrico, carica elettrica, capacità elettrica etc…
Tra queste è possibile definire alcune grandezze, dette fondamentali, dalle quali possono essere derivate (grandezze derivate) tutte le altre. Le grandezze fondamentali sono 7:
- Massa
- Lunghezza
- Tempo
- Temperatura
- Quantità di sostanza
- Corrente elettrica
- Intensità luminosa
Sistemi di misura internazionali
A ciascuna grandezza è associata una unità di misura, ovvero una quantità definita della grandezza fisica che viene considerata come riferimento. Nel corso dei secoli sono state associate diverse unità di misura per le varie grandezze. Avere diversi riferimenti per una stessa grandezza può chiaramente risultare poco comodo richiedendo conversioni di non semplice gestione.
Per questo motivo sono state definiti nel corso del tempo dei “sistemi di misura” dove sono definite le unità di riferimento delle grandezze fondamentali. Quelli più noti sono il:
- sistema metrico: nato a seguito della rivoluzione francese si è declinato nel:
- CGS nel quale abbiamo per la lunghezza il Centimetro, per la massa il Grammo e per il tempo il Secondo
- MKS nel quale abbiamo per la lunghezza il metro, per la massa il Kilogrammo e per il tempo ancora il Secondo
sistema anglossassone in cui le unità di misura di lunghezza sono il pollice, il piede e il miglio e le unità di misura della massa sono l’oncia e la libbra
Sistema internazionale di misura: integra al sistema metrico MKS che definisce massa, lunghezza e tempo anche le unità di misura per le altre 4 grandezze fondamentali. Dunque le unità di misura delle 7 grandezze in tale sistema sono:
Multipli e sottomultipli di una unità di misura
Una unità di misura può risultare inadatta quando deve esprimere la misura di quantità troppo grandi o troppo piccole. Pensiamo ad esempio al metro e alla misura dello spessore di un capello per il quale il metro risulta eccessivamente grande per poter esprimere la misura. Allo stesso modo si pensi alla distanza tra la terra ed il sole, distanza per la quale il metro risulta una grandezza fisica troppo piccola per esprimere la misura.
Per ovviare a questo problema, sono stati introdotti dei multipli e dei sotto multipli delle unità di misura del sistema internazionale ciascuno identificato con un prefisso, un simbolo ed un esponenziale in base 10. Riassumiamoli nella seguente tabella:
tramite i fattori esponenziali è possibile eseguire le trasformazioni tra multipli e sottomultipli di una stessa unità di misura.
