SISTEMA ANGLOSASSONE DI MISURA

SISTEMA ANGLOSASSONE DI MISURA : come accennato in precedenza, in alcuni Paesi, come Stati Uniti e Canada, il Sistema Internazionale (SI) non è stato ancora ufficialmente adottato e continuano ad essere in uso unità di misura non SI che si basano su sistemi non decimali. Vediamo in dettaglio quali sono queste unità

SISTEMA ANGLOSASSONE DI MISURA : l’ Imperial System

I sistemi anglosassoni sono collettivamente indicati come Imperial System o Sistema Imperiale britannico, e le loro unità come imperial units. Tale sistema fu definito nel 1824 e da allore è rimasto in uso nel Regno Unito fino all’introduzione de SI. Grazie ad una normativa europea, comunque, le merci importate ed esportate dal Regno Unito riportano le misure inglesi accanto a quelle del SI.

Talora esistono differenze di valore tra omonime unità inglesi (UK) e americane (USA).

Dobbiamo porre estrema attenzione in questi casi. Infatti errori o dimenticanze nella conversione delle unità di misura possono portare anche grossi guai.

Pensate: nel 1983 un BOEING 767 della compagnia di bandiera canadese Air Canada rimase letteralmente a secco a 12 500 m di altitudine. Come si scoprì in seguito, durante il rifornimento a terra il serbatoio era stato riempito con 22300 libbre di carburante invece che con 22 300 kg!

Una libbra equivale a 0,454 kg.

In pratica l’aereo aveva ricevuto metà del carburante necessario! Fortunatamente l’incidente non ebbe conseguenze tragiche: infatti l’aereo riuscì ad atterrare a motori spenti su una pista di emergenza e nessuno dei passeggeri a bordo riportò ferite gravi.

Notiamo che il Sistema Imperiale, a differenza del SI, NON prevede unità di misura fondamentali, a partire dalle quali definire tutte le altre. Le misure inglesi vengono comunque classificate in base alla grandezza fisica di riferimento. Nelle tabelle che seguono troverete:

nome dell’unità di misura in inglese e in italiano
simbolo
valore di ogni unità di misura in riferimento ad altre misure inglesi (CONVERSIONE INTERNA)
valore nell’unità di misura di riferimento del SI

Unità di lunghezza

Gran parte delle unità di misura di lunghezza anglosassoni hanno come riferimento lunghezze caratteristiche della mano e di altre parti del corpo. Anche se non esiste una misura fondamentale, le misure inglesi di lunghezza sono costruite come multipli e sottomultipli (in genere non decimali) del pollice (inch):

1 in = 25.4 mm

Esse si possono quindi ottenere l’una dall’altra moltiplicando o dividendo per specifici fattori di conversione

Unità di superficie

Come nel SI, le misure anglosassoni di superficie si ottengono elevando al quadrato le unità di misura della lunghezza. In particolare sono costruite come multipli e sottomultipli non decimali del pollice quadrato (square inch):

1 in² = 645.16 mm²

Come avrete notato, anche il Sistema Imperiale ha unità di misura specifiche per misurare la superficie degli appezzamenti di terreno. L’ACRO (simbolo ac) equivale a 0,404 ettari

Unità di volume

Come tutte le misure di volume, anche le misure inglesi si ottengono elevando al cubo le misure di lunghezza. Esse sono qunidi costruite come multipli e sottomultipli non decimali del pollice cubo (cubic inch):

1 in³ = 16 387.1 mm³

Unità di capacità

⇒ In Gran Bretagna alcune unità di misura di capacità sono costruite come multipli e sottomultipli del gallone britannico (UK Gallon):

1 gal_UK = 277.42 in³ = 4.546 09 dm³

⇒ Negli USA alcune unità di misura di capacità per liquidi sono costruite come multipli e sottomultipli del gallone USA (US Gallon):

1 gal_US = 231 in³ = 3.785 41 dm³

⇒ Sempre negli USA alcune unità di misura di capacità per sostanze solide (dry) sono costruite come multipli e sottomultipli del bushel :

1 bushel = 2150 in³ = 35.239 dm³

⇒ Ricordiamo poi che nella marina mercantile il volume interno di una nave viene chiamato stazza (in inglese tonnage) e viene misurato in tonnellate di stazza (in inglese register tons):

ATTENZIONE : non confondere il register ton , che è un’unità di volume, con le unità di massa del sistema avoirdupois short ton e long ton. Allo stesso modo, NON DOBBIAMO CONFONDERE il termine italiano tonnellata di stazza con la tonnellata, unità di massa pari a 1000 kg.

Unità di massa

Le principali unità di massa sono dette “unità avoirdupois” (avdp) [dal francese antico “avoir du pois” = avere del peso]. Le unità avoirdupois sono costruite come multipli e sottomultipli della libbra (pound), definita come la massa del campione conservato presso il Board of Trade di Londra:

1 lb = 453.592 338 g

Come noterete nella tabella seguente, oltre alle più note oncia e libbra, esistono molte altre unità di misura per la massa:

Qualche curiosità :

Grain deriva dal latino granum = granello, chicco. Il grain del sistema avoirdupois ha lo stesso valore SI del grain dei sistemi troy e apothecaries, che vedremo tra poco
Dram deriva dal latino drachma, l’antica unità di peso ateniese. In questo caso la dram del sistema avoirdupois ha valore SI diverso dalla dram del sistema apothecaries.
Ounce: non confondere con l’omonima unità dei sistemi troy e apothecaries, che ha valore SI differente. Ounce deriva dal latino uncia, che significa dodicesima parte di un tutto. L’oncia troy è 1/12 della libbra troy. L’oncia troy ha valore SI diverso dall’oncia avoirdupois
Pound deriva dal latino pondus = peso.

⇒ Le “unità troy” [dal nome della città francese di Troyes] sono ormai cadute in disuso. Tuttavia può capitare ancora di trovarle nell’industria dei metalli preziosi.

Le unità troy sono costruite come sottomultipli della libbra (pound), che ha valore diverso dalla libbra avoirdupois:

1 lb = 373.242 g

⇒ Le “unità apothecaries” [dall’ arcaico termine apothecary = farmacista] sono ancora usate in campo farmaceutico.

Le unità apothecaries sono costruite come sottomultipli della libbra (pound), che ha valore uguale alla libbra troy, ma diverso dalla libbra avoirdupois:

1 lb = 373.242 g

Ancora una curiosità linguistica: Scruple deriva dal latino scrupulus, che significa sassolino aguzzo.

Unità di forza

Come unità di misura della forza, il sistema britannico utilizza la LIBBRA FORZA, pari alla forza peso esercitata dalla massa di una libbra sottoposta ad un’accelerazione di gravità di 9, 80665 m/s²

Nel SI l’unità di misura della forza è il NEWTON, pari alla forza esercitata da una massa di un kg sottoposta ad un’accelerazione di gravità di 9, 80665 m/s². Risulta:

1lbf ≅ 4,45 N

Più correttamente :

Pound-force è la forza che, applicata alla massa di 1 lb avdp (SI: 0.453 kg), le imprime un’accelerazione pari all’accelerazione media di gravità (gravità campione) 32.17 ft/s² (SI: 9.80665 m/s²).
Poundal è la forza che imprime alla massa di 1 lb avdp (SI: 0.453 kg) l’accelerazione di 1 ft/s²(SI: 0.3048 m/s²).

Unità di pressione

Le unità di pressione sono ottenute dal rapporto tra un’unità di forza e un’unità di superficie. Il sistema britannico utilizza quindi come unità di pressione la psi, equivalente alla pressione esercitata da una libbra forza che agisce perpendicolarmente su una superficie di 1 pollice quadrato

1 psi = 1 lbf/in²

Unità di energia, lavoro, calore

Come vedremo in seguito, da un punto di vista fisico il lavoro di una forza è il prodotto dei moduli della forza e dello spostamento e in unità del SI si misura in JOULE:

1 joule = 1 J = 1 N ⋅ m = 1(kg ⋅ m/s²) ⋅ m = 1 kg ⋅ m²/s²

Definiamo invece l’energia come la capacità di un corpo di compiere un lavoro. Essa si presenta in varie forme, ma ha sempre le stesse dimensioni fisiche e la stessa unità di misura, il joule.

Analogamente, il calore è l’energia trasferita tra due oggetti a causa della loro differenza di temperatura. Naturalmente si misura anch’esso in Joule.

Nel sistema britannico, il lavoro è il prodotto di un’unità di forza per una lunghezza. Abbiamo quindi le seguenti unità di misura:

Sussistono le seguenti definizioni:

pound-force footè il lavoro svolto dalla forza di 1 lbf (SI: 4.448 N) per uno spostamento di 1 ft (SI: 0.3048 m) in direzione parallela alla forza.
foot poundalè il lavoro svolto dalla forza di 1 pdl (SI: 0.138 N) per uno spostamento di 1 ft (SI: 0.3048 m) in direzione parallela alla forza.
Btuè la quantità di calore che è necessario fornire alla massa di 1 lb (SI: 0.45359 kg) di acqua distillata per aumentare la sua temperatura da 60 a 61 °F (gradi Fahrenheit), cioè da 15.54 a 16.1 °C (gradi Celsius).
L’International Btu venne definita nel 1956 in modo da far coincidere i valori numerici dei calori specifici misurati in Btu_IT/(lb °F) con quelli misurati in kcal/(kg °C).
thermè pari a 100 000 International Btu.

Unità di potenza

La potenza è una misura di quanto rapidamente viene compiuto un lavoro. In Fisica essa è definita come il lavoro L compiuto in un tempo t:

Potenza P = L/t

Le dimensioni della potenza sono quelle di un lavoro diviso un tempo e la sua unità di misura, definita come 1 joule al secondo, è detta watt (W), in onore di James Watt (1736-1819), l’ingegnere e inventore scozzese che giocò un ruolo chiave nello sviluppo dei motori a vapore:

1 watt =1 W = 1 J/s

Nel Sistema anglosassone, si utilizza il CAVALLO VAPORE (horse power, simbolo hp). 1 horse power è la potenza corrispondente al lavoro di 550 lbf ft svolto in 1 s.

NOTA BENE: Non confondere l’horse power (cavallo vapore britannico) con il cavallo vapore, simbolo CV: 1 CV = 735.499 W.

Scale di temperatura

Mentre noi utilizziamo la Scala Celsius (simbolo °C) oppure la Scala KELVIN (simbolo K), il sistema britannico utilizza la Scala Fahrenheit. Essa fu introdotta nel 1724 dal fisico Gabriel Fahrenheit (Danzica, 1686 – L’Aia 1736). Nato in Polonia, nell’odierna Danzica, Fahrenheit lavorò in Inghilterra e in Olanda; nel 1714 costruì il primo termometro a mercurio.

La scala Fahrenheit (simbolo °F) è costruita attribuendo i seguenti valori:

32 °F al punto di fusione dell’acqua a pressione atmosferica. Tale valore corrisponde a 0°C o a 273.15 K.
212 °F al punto di ebollizione dell’acqua a pressione atmosferica. Tale valore corrisponde a 100°C, pari a 373.15 K.

L’intervallo tra i due valori è di 180 °F mentre nella scala Celsius la differenza è di 100 °C e in quella Kelvin è pari a 100 K. Risulta cioè

1°F = 5/9 °C = 5/9 K.

Nella tabella che segue trovate le formule per le conversioni tra le tre scale di temperatura :

Un’altra formula per convertire i Farenheit in gradi Celsius è la seguente:

Nel pdf allegato la lezione in formato stampabile