Unità di misura

Le unità di misura sono uno standard per la misurazione di quantità fisiche. In fisica e in metrologia, è necessaria una definizione chiara e univoca di tali quantità, al fine di garantire l'utilità e la riproducibilità dei risultati sperimentali, che è alla base del metodo scientifico. Allo scopo di facilitare le misurazioni è necessario definire dei sistemi di misure standard. I sistemi di misura scientifici, sono una formalizzazione del concetto di pesi e misure, che venne sviluppato in origine a fini commerciali, ovvero per creare una serie di strumenti con i quali venditori e acquirenti potessero concordare in maniera univoca la quantità delle merci trattate.

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, 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:

• le unità di misura cgs (centimetri-grammi-secondi)
• le unità di misura MKS (metri-chili-secondi)
• le inità di misura di Planck
• le U.S. customary units
• le unità di misura Imperiali
• le unità di misura cinesi

Table of contents

1 Unitè di misura e dimensioni 2 Unità di misura fondamentali e derivate 3 Conversione delle unità di misura 4 Prefissi delle unità SI

Unitè di misura e dimensioni

Ogni valore di una quantità fisica viene espresso in comparazione ad una unità di tale quantità. Ad esempio, il valore di una quantità fisica Q, viene espresso come prodotto di una unità [Q] per un fattore numerico:

Q = n * [Q] = n [Q]

Il segno di moltiplicazione viene generalmente tralasicato, così come accade nelle formule in notazione scientifica. Nelle formule l'unità [Q] può essere trattata come se fosse una specie di dimensione fisica.

Una distinzione deve essere fatta tra le unità e i campioni standard. Un unità è fissata per definizione, ed è indipendente da condizioni fisiche come la temperatura. Un campione standard, per contrasto, è la materializzazione fisica di una unità, ed è soggetta alle condizioni fisiche. Ad esempio, il metro è una unità, mentre una barra metallica usata come campione standard varia la sua lunghezza con la temperatura (anche se per frazioni infinitesime).

Unità di misura fondamentali e derivate

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

Ma non tutte le quantità richiedono una propria unità di misura. Tramite le leggi della fisica, l'unità di misura di una quantità, può essere espressa come combinazione di unità di altre quantità. 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 dell'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, a causa del fatto che le leggi della fisica mostrano che questi due campi sono manifestazioni differenti dello stesso fenomeno.

Conversione delle unità di misura

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

Nel SI alcune lettere corrispondono a valori numerici scelti convenientemente 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.

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