Sistema CGS

In questa lezione, dedicata al sistema cgs, vedremo come si definsce questo sistema di unità di misura, quali sono le sue unità di misura fondamentali e come si ricavano quelle derivate.

 

Infine analizzeremo le differenze tra sistema cgs e Sistema Internazionale, analizzando le cause che hanno portato, ad oggi, a preferire l'utilizzo del SI a discapito del sistema cgs.

 

Cos'è il sistema cgs

 

Il sistema cgs è un sistema di unità di misura e prende il nome delle iniziali delle tre unità di misura fondamentali a partire dalle quali si definiscono tutte le altre; tali unità di misura sono centimetro, grammo e secondo.

 

Il sistema cgs nacque grazie al matematico tedesco Carl F. Gauss nel 1832 e successivamente tale sistema venne ampliato da James C. Maxwell e Lord Kelvin, i quali, nel 1874 introdussero le unità di misura elettromagnetiche.

 

Tale sistema di unità di misura non venne mai riconosciuto ufficialmente e poiché gli ordini di grandezza delle unità di misura del sistema cgs sono molto piccoli, e quindi scomodi all'atto pratico, nel XX secolo tale sistema venne definitivamente sostituito dal più comodo e pratico Sistema Internazionale.

 

Grandezze fondamentali e derivate del Sistema Internazionale

 

Come anticipato il sistema cgs utilizza solo 3 grandezze fisiche fondamentali con 3 relative unità di misura, che abbiamo riportato nella tabella seguente. Cliccando sul nome di ciascuna unità potete accedere ai rispettivi approfondimenti.

 

 

Grandezze fondamentali

Unità di misura

Simbolo

Lunghezza

centimetro

cm

Tempo

secondo

s

Massa

grammo

g

 

 

A partire da queste tre unità di misura (centimetro, grammo e secondo) si definiscono tutte le unità di misura utilizzate dal sistema cgs. Nella tabella seguente ne abbiamo riportato le principali, confrontandole con le unità di misura del Sistema Internazionale.

 

 

Grandezze derivate

Unità di misura

Simbolo

Confronto con le unità SI

Velocità

centimetro al secondo

cm/s

1 cm/s = 10-2 m/s

Accelerazione

galileo

Gal = cm/s2

1 cm/s2 = 10-2 m/s2

Forza

dyne

dyn

1 dyn = 10-5 newton

Energia, lavoro, calore

erg

erg

1 erg = 10-7 joule

Potenza

erg su secondo

erg/s

1 erg/s = 10-7 watt

Pressione

baria

Ba

1 Ba = 0,1 pascal

Viscosità

poise

P

1 P = 0,1 Pa·s

 

 

Le unità di misura derivate del sistema cgs si ottengono moltiplicando o dividendo tra loro le tre unità di misura fondamentali.

 

Ad esempio l'erg, unità di misura del lavoro, è definito come grammo per centimetro quadro su secondo quadro, ossia

 

1 \mbox{ erg} \ = \ 1 \ \frac{\mbox{g} \cdot \mbox{cm}^2}{\mbox{s}^2}

 

Ancora, l'unità di misura della forza, è data da

 

1 \mbox{ dyn} \ = \ 1 \ \frac{\mbox{g} \cdot \mbox{cm}}{\mbox{s}^2}

 

Differenze tra sistema cgs e sistema internazionale

 

La differenza sostanziale tra sistema internazionale e sistema cgs riguarda le grandezze elettromagnetiche. Infatti il SI ha introdotto l'ampere come unità di misura fondamentale per l'elettromagnetismo, mentre il sistema cgs definisce anche le unità di misura elettromagnetiche a partire da grammo, centimetro e secondo.

 

Ad esempio la carica elettrica nel Sistema Internazionale si misura in coulomb (simbolo C) ed 1 coulomb equivale ad 1 ampere per secondo; nel sistema cgs, invece, la carica elettrica si misura in esu (detto anche statcoulomb o franklin) ed 1 esu equivale alla radice quadrata di 1 grammo per centimetro cubo fratto secondo quadro, cioè

 

1 \mbox{ esu} \ = \ 1 \ \sqrt{\frac{\mbox{g} \cdot \mbox{cm}^3}{\mbox{s}^2}}

 

Tale differenza è così importante che alcune leggi fisiche in campo elettromagnetico devono essere riscritte a seconda del sistema di unità di misura che si sceglie di utilizzare.

 

Al giorno d'oggi, comunque, l'utilizzo del sistema cgs sopravvive solo su alcuni testi di vecchio stampo. Nei nuovi libri di testo, e di conseguenza per le nuove generazioni, il Sistema Internazionale ha preso il sopravvento, in tutti i campi, sul sistema cgs.

 

 

Buon proseguimento su YouMath,

Giuseppe Carichino (Galois)