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 da esse si ricavano tutte le altre grandezze e ogni altra unità di misura.

 

In questo articolo ci occuperemo proprio del Sistema Internazionale delle unità di misura e, nello specifico, vedremo quali sono le unità di misura e le grandezze fisiche fondamentali da esso introdotte per poi vedere come si ricavano le grandezze derivate e quali sono le norme di scrittura del Sistema Internazionale.

 

Cos'è il Sistema Internazionale

 

Come anticipato, 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 si calcolano tutte le altre grandezze, dette per l'appunto grandezze derivate.

 

Tale trattato non nacque dal nulla ma il punto di partenza per la costruzione 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 al fatto che 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... :P

 

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 su come riportare i vari simboli e su come comporre le unità di misura derivate dalle fondamentali. Procediamo con ordine.

 

Nella seguente tabella riportiamo grandezze, unità di misura fondamentali e simbolo. Cliccando sul nome di ciascuna unità accederete ad articoli interamente dedicati 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 fisiche 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.

 

Ancora, la forza peso è anch'essa una grandezza derivata del SI la cui unità di misura è data da \frac{kg \cdot m}{s^2} 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.

 

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 multipli e sottomultipli delle 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 su come convertire un'unità di misura in un'altra dai un'occhiata alla nostra pagina dedicata alle equivalenze.

 

 

Buon proseguimento su YouMath,

Giuseppe Carichino (Galois)