Sistema Internazionale

Il Sistema Internazionale, abbreviato in SI, è un vero e proprio trattato nel quale sono state introdotte e definite le grandezze fisiche fondamentali e le corrispondenti unità di misura: a partire dal Sistema Internazionale si ricavano tutte le altre grandezze e ogni altra unità di misura.

 

In questa lezione spiegheremo cos'è il Sistema Internazionale delle unità di misura. Nello specifico ne presenteremo un breve riassunto storico e vedremo quali sono le unità di misura e le grandezze fisiche fondamentali da esso introdotte, riassumendole in un'apposita tabella. Oltre a ciò spiegheremo come si definiscono e si ricavano le grandezze derivate e quali sono le norme di scrittura del Sistema Internazionale, vale a dire quali sono i prefissi che indicano i multipli e i sottomultipli delle unità di misura.

 

Nota: questa lezione è pensata per studenti della scuola media, delle superiori e per gli universitari. Se siete in cerca di una guida didattica per la scuola primaria, potete consultarla qui: unità di misura per la scuola elementare.

 

Cos'è il Sistema Internazionale

 

Il Sistema Internazionale è un trattato in cui, tra le tante cose, sono state stabilite 7 grandezze fisiche dette grandezze fondamentali con annesse unità di misura, in funzione delle quali vengono definite tutte le altre grandezze, dette per l'appunto grandezze derivate.

 

Il punto di partenza per la stesura del Sistema Internazionale delle unità di misura fu il sistema metrico decimale, a cui si fa tutt'oggi riferimento.

 

L'ultima revisione del SI fu fatta nella 14ª Conferenza generale dei Paesi e delle Misure (CGPM) nel 1971 e ad oggi il Sistema Internazionale è senza dubbio il più diffuso sistema di unità di misura.

 

Per cogliere l'importanza di un sistema di unità di misura universalmente utilizzato basta pensare all'episodio accaduto nell'autunno del 1999 quando la sonda Mars Climate Orbiter, invece di posizionarsi a 150 km dalla superficie di Marte, entrò nell'atmosfera ed andò distrutta mandando in fumo oltre 100 milioni di dollari. Tale errore fu dovuto ad un errato utilizzo delle unità di misura: nel calcolo dell'accelerazione necessaria alla sonda per raggiungere la corretta distanza da Marte, gli scienziati fecero riferimento al newton (unità di misura derivata del Sistema Internazionale) mentre le caratteristiche della sonda erano espresse in libbre forza (unità di misura per la forza utilizzata nei paesi anglosassoni).

 

Visto? Pensavate che gli errori commessi in una verifica o in un esame fossero un dramma, e invece... ;)

 

Grandezze fondamentali del Sistema Internazionale

 

Come già anticipato il SI prevede l'utilizzo di 7 unità di misura per 7 grandezze fisiche fondamentali del Sistema Internazionale. Per ogni unità di misura è stato inoltre stabilito il simbolo da utilizzare universalmente, le regole sull'utilizzo dei vari simboli e sulla composizione delle unità di misura derivate dalle fondamentali.

 

Nella seguente tabella riportiamo grandezze, unità di misura fondamentali e simbolo. Cliccando sul nome di ciascuna unità accederete alle spiegazioni interamente dedicate ad esse. ;)

 

 

Grandezze fondamentali

Unità di misura

Simbolo

Lunghezza

metro

m

Tempo

secondo

s

Massa

kilogrammo

kg

Intensità di corrente

ampere

A

Temperatura

kelvin

K

Quantità di materia

mole

mol

Intensità luminosa

candela

cd

 

Grandezze derivate del Sistema Internazionale

 

Le grandezze derivate del Sistema Internazionale con le rispettive unità di misura si ottengono moltiplicando o dividendo tra loro due o più grandezze fondamentali. Ad esempio:

 

- la velocità è una grandezza derivata definita come il rapporto tra lunghezza e tempo, e si misura in m/s;

 

- la forza peso è anch'essa una grandezza derivata del SI la cui unità di misura è data dal kg·m/s2 e viene indicata brevemente con N (newton).

 

Norme per la scrittura dei simboli delle unità di misura del SI

 

Per evitare errori di interpretazione il Sistema Internazionale riporta varie regole da seguire nell'utilizzo e nella scrittura dei simboli delle unità di misura. Riportiamo ora le disposizioni più importanti.

 

- Vicino ai simboli non deve essere posto il punto di abbreviazione; scriveremo cioè 10 m e non 10 m. per indicare 10 metri, oppure 12 s e non 12 s. per indicare 12 secondi.

 

- Le unità di misura che traggono il nome da scienziati devono essere scritte in minuscolo (newton, volt, hertz, ampere, ...) e senza riportare segni grafici o accenti, mentre i simboli corrispondenti vanno scritti in maiuscolo (N, V, Hz, A, ...).

 

- I simboli per metro e secondo sono, rispettivamente, m ed s e non mt e sec.

 

- Il k minuscolo è il simbolo del kilo, mentre il K maiuscolo è il simbolo per il kelvin (unità di misura della temperatura dovuta al fisico inglese Lord Kelvin).

 

- In caso di un numero elevato di cifre nella parte intera di un valore, qualora si scriva la cifra per esteso e non in notazione esponenziale, queste si possono raggruppare tre a tre partendo da destra e separando ogni terzina con uno spazio e non con il punto. Per rappresentare un milione di metri scriveremo cioè 1 000 000 m e non 1.000.000 m.

 

Pensateci: quante volte vi sarà capitato di infrangere almeno una delle suddette regole del Sistema Internazionale? Finché si tratta di risolvere esercizi o di prendere appunti, in fin dei conti non è un grande problema, a patto che l'esposizione sia chiara e comprensibile. Quando però si tratta di redigere testi scientifici o relazioni tecniche, ecco che le suddette regole diventano necessarie perché consentono una corretta interpretazione a qualsiasi lettore.

 

Prefissi per le unità del Sistema Internazionale

 

Quando si ha a che fare con misure di grandezze molto grandi o molte piccole, per comodità, possiamo usare i seguenti prefissi che rappresentano un fattore di conversione dato da una certa potenza di 10.

 

 

Prefisso

Fattore di conversione

Simbolo

yotta-

1024

Y

zetta-

1021

Z

exa-

1018

E

peta-

1015

P

tera-

1012

T

giga-

109

G

mega-

106

M

kilo-

103

k

etto-

102

h

deca-

101

da

 

 

 

deci-

10-1

d

centi-

10-2

c

milli-

10-3

m

micro-

10-6

μ

nano-

10-9

n

pico-

10-12

p

femto-

10-15

f

atto-

10-18

a

zepto-

10-21

z

yocto-

10-24

y

 

 

Associare un prefisso ad un'unità di misura significa quindi moltiplicarla per il relativo fattore, in modo da ottenere il corrispondente multiplo o sottomultiplo dell'unità di misura. Ad esempio:

 

\\ 7,315 \ \mbox{\textbf{nano}secondi} = 7,315 \cdot 10^{-9} \ \mbox{secondi} \\ \\ 2,45 \ \mbox{\textbf{milli}ampere} = 2,45 \cdot 10^{-3} \ \mbox{ampere} \\ \\ 1,23 \ \mbox{\textbf{mega}metri} = 1,23 \cdot 10^{6} \ \mbox{metri}

 

 


 

Per un riepilogo sui metodi di conversione delle unità di misura, e per consultare vari esempi ed esercizi svolti, vi rimandiamo alla pagina dedicata alle equivalenze. Ricordatevi inoltre che qui su YM è disponibile un comodo convertitore di unità di misura online. ;)

 

 

Buon proseguimento su YouMath,

Giuseppe Carichino (Galois)