Unità di misura

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Unità di misura, Palazzo della Ragione, Padova

In fisica, un'unità di misura è una quantità prestabilita di una grandezza fisica definita e adottata per convenzione o per legge e utilizzata come termine di riferimento per la misura di grandezze della stessa tipologia.[1] Le unità di misura possono avere assegnati dei nomi e dei simboli convenzionali.[1] Una volta definita un'unità di misura, ogni altro valore della grandezza fisica associata può essere espresso tramite multipli o sottomultipli dell'unità di misura in questione.

Un esempio di grandezza fisica è la lunghezza mentre un esempio di unità di lunghezza è il metro (simbolo: m) che rappresenta una quantità prestabilita di lunghezza: quando diciamo 10 metri (o 10 m), intendiamo dire 10 volte la quantità di lunghezza prestabilita che chiamiamo "metro".

In fisica e in metrologia, le unità di misura richiedono una definizione chiara e univoca per essere utili: solo così diventa possibile ottenere la riproducibilità dei risultati sperimentali che è alla base del metodo scientifico. I sistemi di misura scientifici sono la diretta conseguenza del concetto di pesi e misure sviluppato fin dai tempi remoti per scopi commerciali e che ha dato origine alla nascita degli strumenti utilizzati da venditori e acquirenti per concordare in maniera univoca sulla quantità di merce trattata. Attualmente esiste uno standard globale, il Sistema internazionale di unità di misura, che è l'evoluzione del sistema metrico.

Fin dai tempi antichi la definizione delle unità di misura, la loro condivisione e il loro uso pratico hanno giocato un ruolo importantissimo al punto che sono stati sviluppati e sono diventati comuni molti sistemi di misura. Per misurare una stessa grandezza sono spesso state definite svariate unità di misura a seconda del luogo geografico, del contesto sociale o altro ancora: una massa ad esempio può essere misurata in grammi e nei suoi multipli e sottomultipli oppure in libbre.

Per esprimere la misura Q di una grandezza fisica in riferimento alla sua unità di misura [Q] si può ricorrere alla formula

Q = n × [Q] = n [Q]

Generalmente, come indicato dal terzo membro, si omette il segno di moltiplicazione come si è soliti fare tra variabili nelle formule scientifiche. Nelle formule, inoltre, l'unità [Q] può essere trattata come se fosse a sua volta il valore di una grandezza fisica, fatto questo che è alla base dell'analisi dimensionale.

Una distinzione infine va fatta tra una unità di misura e i campioni ad essa relativi. Una unità è fissata per definizione in modo da essere indipendente dalle condizioni fisiche quale ad esempio la temperatura. Un campione, per contro, è la materializzazione fisica di una unità e dipende, per quanto si cerchi di minimizzarlo, dalle condizioni fisiche. Per fare un esempio, il metro è un'unità definita come la distanza percorsa dalla luce nel vuoto in un intervallo di tempo pari a 1/299.792.458 di secondo, definizione che la svincola da ogni dipendenza mentre una barra metallica usata come campione, per quanto costruita con accuratezza, varia la sua lunghezza con la temperatura sia pure per frazioni infinitesimali.

Sistemi di misura[modifica | modifica wikitesto]

Esistono diversi sistemi ufficialmente accettati dalla comunità scientifica internazionale o comunque in uso nelle diversi parti del pianeta. Per ogni sistema ufficiale di unità di misura esistono organismi internazionali che si occupano di custodire i campioni delle unità di misura quando ne esistano o comunque di mantenere aggiornate le definizioni delle unità adottate.

Esistono diversi sistemi di misura, basati su differenti insiemi di unità di misura fondamentali. Il sistema di misura più ampiamente diffuso è il Sistema internazionale di unità di misura, solitamente indicato come SI, che è fondato su sette unità base (fondamentali), e in cui tutte le altre unità derivano da queste.

Esistono altri sistemi, utilizzati per vari scopi, tra i quali:

In Italia, pur vigendo il Sistema Internazionale, sono ancora di uso quotidiano alcune antiche unità di misura, diverse a livello locale in funzione dell'evoluzione storica di ciascun territorio.

Unità di misura fondamentali e derivate[modifica | modifica wikitesto]

Per molte grandezze fisiche l'unità di misura è assolutamente necessaria se si vuole comunicarne il valore. È ad esempio impossibile descrivere una lunghezza senza usare un qualche tipo di unità.

Ma non tutte le grandezze fisiche richiedono una propria unità di misura. Tramite le leggi della fisica, l'unità di misura di una grandezza può essere espressa come combinazione di unità di altre grandezze. Quindi solo un piccolo insieme di unità di misura è necessario. Queste unità vengono definite come fondamentali, tutte le altre sono unità derivate. Le unità derivate sono usate solo per convenienza, in quanto possono essere espresse in termini di unità base. La scelta delle unità base è però arbitraria.

Le unità fondamentali del SI non costituiscono un insieme minimo. Ad esempio esistono sistemi nei quali il campo elettrico e il campo magnetico hanno la stessa unità di misura, grazie al fatto che le leggi della fisica mostrano che questi due campi sono manifestazioni differenti dello stesso fenomeno.

Molte grandezze derivate in fisica prendono il nome da ricercatori e studiosi che hanno dato contributi fondamentali alla teoria in questione in segno di riconoscimento postumo per il loro prezioso lavoro.

Conversione delle unità di misura[modifica | modifica wikitesto]

La conversione delle unità di misura prevede la comparazione di valori standard differenti, per questo i fattori di conversione tra unità di misura hanno sempre un determinato livello di imprecisione...

Prefissi delle unità SI[modifica | modifica wikitesto]

Nel SI alcune lettere corrispondono a valori numerici scelti opportunamente e possono essere usate come prefissi per qualsiasi unità.

Ad esempio, c = 0,01 (1/100), e quindi cm = 0,01 m e cN = 0,01 N

L'unica eccezione, dovuta a ragioni storiche, è l'unita di misura della massa, kg, che già contiene un prefisso; in questo caso il prefisso deve essere aggiunto a g.

L'uso dei prefissi non implica nessuna conversione, in quanto essi sono definiti come valori numerici. Ad esempio le espressioni 'cm' e '0,01 m' hanno lo stesso significato, ovvero sono equivalenti dal punto di vista matematico.

Per un elenco dei prefissi in uso nel Sistema internazionale di unità di misura si veda Prefissi nel sistema internazionale di unità di misura.

Regole grafiche SI[modifica | modifica wikitesto]

I simboli delle unità di misura del SI sono scritte sempre con lettere minuscole tranne quando sono dedicate a un personaggio storico; i prefissi seguono regole proprie:

  • km
  • kJ
  • mg
  • MJ
  • dMb

Va precisato che, per esempio, il simbolo A per indicare l'intensità di corrente va scritto maiuscolo, mentre il nome per esteso di tale unità di misura è minuscolo e senza accenti, cioè: ampere (in omaggio a André-Marie Ampère).

Allo stesso modo, molte unità di misura che prendono il nome dallo scienziato che li ha introdotte vanno scritte per esteso in minuscolo (ad esempio: kelvin, coulomb, joule, watt, ohm, siemens), tranne nel caso dei gradi di temperatura (ad esempio: gradi Celsius, gradi Fahrenheit, gradi Réaumur).[2]

I simboli delle unità di misura vanno invece scritti in minuscolo o in maiuscolo a seconda dell'unità di misura in questione. Ad esempio Pa (pascal), S (siemens), A (ampere) vanno in maiuscolo, mentre mol (mole), m (metro), g (grammo) vanno in minuscolo.

In onore del 70º anniversario dall'uscita del film "Dumbo", la Disney ha coniato l'unità di misura "Dumbo" (dMb) che corrisponde a 18.3 cm.

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ a b (EN) IUPAC Gold Book, "unit of measurement"
  2. ^ Si noti che i kelvin sono un'unità di misura della temperatura assoluta, per cui non va detto "gradi Kelvin", ma semplicemente "kelvin".

Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]

  • Robert H. Perry, Dow W. Green, Perry's Chemical Engineers' Handbook, 8ª ed., McGraw-Hill, 2007, ISBN 0-07-142294-3.

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