Abbiamo parlato spesso di unità di misura, per imparare le equivalenze e prendere confidenza con quello che è un concetto che ci accompagna durante tutta la nostra vita. Oggi affrontiamo l’argomento da un punto di vista fisico, per dare avvio alle nostre lezioni di fisica e chimica!
GRANDEZZE E MISURE. Definizione
Molte caratteristiche di ciò che ci circonda sono misurabili. Spesso ci è capitato di misurare la nostra altezza o la lunghezza di un oggetto, di pesare una quantità di merce acquistata, di misurare la temperatura del nostro corpo o quella di una giornata particolarmente fredda ecc.
Le caratteristiche misurabili di un corpo o di un fenomeno si chiamano grandezze fisiche.
Sono grandezze fisiche quelle a cui si può attribuire un valore numerico oggettivo.
L’operazione attraverso cui attribuiamo ad una grandezza un valore numerico è detta MISURA.
GRANDEZZA è TUTTO QUELLO CHE PUÒ ESSERE MISURATO!
Per eseguire correttamente la misura di una grandezza (cioè l’operazione del misurare) sono necessari due elementi fondamentali:
- uno strumento di misura, che consente di associare alla grandezza un valore;
- un’unità di misura
Misurare nelle scienze significa confrontare la grandezza di cui si vuole stabilire il valore con una grandezza di riferimento a essa omogenea, cioè con un’unità di misura.
La misura è il numero che esprime quante volte l’unità di misura è contenuta nella grandezza da misurare.
Come si legge sull’Amaldi, che da sempre accompagna i miei studi di fisica:
«Misurare» vuol dire attribuire un valore numerico a ciascuna grandezza fisica che compare nel fenomeno studiato. Il valore numerico dipende dall’unità di misura scelta e, quando viene scritto, deve essere sempre seguito dal simbolo di tale unità.
Nel Sistema Internazionale tutte le unità di misura sono espresse mediante unità fondamentali, da cui poi si ricavano le «unità di misura derivate».
Ognuna delle unità fondamentali è definita in modo operativo, dando cioè una procedura che permette di riprodurla con la precisione desiderata.
RICORDA: Uno strumento di misura è un dispositivo con il quale si ricava il valore della misura di una grandezza
GRANDEZZE E MISURE. IL SISTEMA INTERNAZIONALE
Come abbiamo accennato in più occasioni, quasi in tutto il mondo si fa riferimento al Sistema Internazionale, in cui compaiono le sette unità fondamentali elencate sopra.
L’esigenza di adottare le stesse unità di misura, soprattutto per favorire i commerci, ha origini antichissime. Pensate: già i Babilonesi avevano stabilito di usare un campione di peso, la mina, che era anche un’unità monetaria, per quantificare gli scambi commerciali. Molti popoli che commerciavano con i Babilonesi adottarono progressivamente il loro sistema di pesi e misure.
Verso la fine del XIX secolo alcune nazioni, fra cui l’Italia, decisero di adottare le stesse unità di misura per misurare lunghezza, massa e tempo. Queste furono stabilite nel metro, nel chilogrammo e nel secondo, e definite nella prima Conferenza Generale dei Pesi e delle Misure (CGPM), riunita a Parigi nel 1889.
Nel tempo molti altri stati hanno aderito alla convenzione e altre unità di misura sono state incluse nella lista e definite.
UNITA’ FONDAMENTALI E DERIVATE
Le SETTE grandezze elencate sono dette fondamentali perché sono sufficienti a definire qualsiasi altra grandezza conosciuta, che viene per questo detta “DERIVATA”.
Qualsiasi grandezza fisica può essere scritta come combinazione delle sette grandezze fondamentali
Per esempio la velocità si misura in metri al secondo (m/s) mentre per la forza è il NEWTON, che in unità fondamentali si scrive : 1 N = 1 kg x 1 m/s²
SISTEMA METRICO DECIMALE
Come il nostro sistema di numerazione, anche le unità di misura fanno riferimento ad una scala DECIMALE. Infatti, per esprimere i multipli e i sottomultipli delle unità di misura fondamentali si usano dei prefissi che precedono il simbolo e che indicano il numero di volte che l’unità va moltiplicata per potenze di 10.
COME SCRIVERE LE UNITA’ DI MISURA
Per convenzione
- il nome dell’unità di misura inizia sempre con una lettera minuscola («metro», «ampere»). Il simbolo va scritto in maiuscolo solo se deriva da un nome proprio ed è scritto in minuscolo negli altri casi (8 m, 5 kg, ma : 15 A (da André-Marie Ampère), 7 W (da James Watt) , 36 V (da Alessandro Volta)).
- Inoltre il simbolo si scrive sempre DOPO il valore numerico e MAI prima (si scrive « 5 kg» e NON «kg 5»).
- Per i diversi fattori moltiplicativi sono stati stabiliti inoltre dei precisi PREFISSI, che ci dicono immediatamente a quale potenza di 10 fa riferimento la misura.
Se leggiamo “chilo”, sappiamo subito che la potenza è 10³! Se invece leggiamo “MILLI” sappiamo che la potenza è 10–³.
In tabella i prefissi e le potenze
Nei prossimi articoli dedicati alla Fisica parleremo delle misure di lunghezza, tempo, massa ecc, affrontandole stavolta da un punto di vista fisico e non matematico!