Sistema Internazionale (SI) delle unità di misura

Il sistema internazionale (SI) delle unità di misura è una convenzione che stabilisce le sette unità di misura fondamentali. Nato nel 1960 è adottato dall’Unione Europea ed attualmente accettato ed utilizzato in 55 stati a livello mondiale.

Unità di misura fondamentali

  1. Lunghezza: identifica quantitativamente ed oggettivamente un corpo materiale secondo una sola dimensione principale o prevalente del corpo stesso. Il sistema internazionale (SI) definisce l’unità di lunghezza con il metro [m], che corrisponde al tragitto compiuto dalla luce nel vuoto in un intervallo di tempo pari a 1/299.792.458 di secondo; avendo fissato per definizione la velocità della luce a 299.792.458 m/s. La misura della lunghezza porta alla conoscenza della geometria dei corpi, ovvero alle loro “dimensioni”. Sulla misura della lunghezza si basano anche molte misure (indirette) di altre grandezze fisiche.
  2. Massa o massa inerziale
  3. Tempo: entità astratta (nonché una grandezza fisica), inventata dall’uomo, utile alla quantificazione e misurazione del trascorrere degli eventi. Si definisce l’unità di tempo con il secondo [s], che è rappresentato dalla durata di 9.192.631.770 periodi della radiazione corrispondente tra due livelli iperfini dello stato fondamentale dell’atomo di Cesio 133.
  4. Intensità di corrente elettrica
  5. Intensità luminosa: si definisce l’unità di intensità luminosa con la candela [cd], rappresenta l’intensità luminosa, in una data direzione, di una sorgente che emette una radiazione monocromatica di frequenza pari a (540\cdot 10^{12}\;Hz) e la cui intensità energetica in quella direzione è di 1/683 W allo steradiante.
  6. Quantità di sostanza: si definisce l’unità di quantità di sostanza con la mole [mol], che rappresenta la quantità di sostanza di un sistema che contiene tante unità elementari quanti sono gli atomi in 0,012 kg di carbonio 12.
  7. Temperatura termodinamica

Queste sette unità di misura fondamentali sono essenziali per la costruzione delle unità di misura derivate.

Unità di misura derivate

Le grandezze fisiche derivate e le relative unità di misura derivate si chiamano così perché sono una combinazione matematica delle unità di misura fondamentali. Eseguiamo qui di seguito alcuni esempi per dimostrare come nascono le unità derivate.

Eseguiamo qui di seguito alcuni esempi per dimostrare come nascono le unità derivate.

Unità derivate della Geometria

Considerando la sola unità fondamentale lunghezza è possibile realizzare le unità derivate area \(A\) e volume \(V\)

\[A=L\cdot L=L^2\]

\[V=L\cdot L\cdot L=L^3\]

Unità derivate della Cinematica

Se oltre alla lunghezza consideriamo anche la grandezza tempo \(T\), si ottengono le relative unità derivate della cinematica, ad esempio la velocità e l’accelerazione:

\[v=\dfrac{L}{T}\]

\[a=\dfrac{v}{T}=\dfrac{L}{T^2}\]

Unità derivate della Dinamica

Allo stesso modo, se oltre alle grandezze lunghezza e tempo, prendiamo in considerazione anche la massa, possiamo ottenere ad esempio l’equazione della forza, del lavoro e della potenza:

\[F=M\cdot a=\dfrac{M\cdot L}{T^2}\]

\[l=F\cdot L=\dfrac{M\cdot L^2}{T^2}\]

\[P=\dfrac{F\cdot l}{T}=\dfrac{M\cdot L^2}{T^3}\]