La misura e le unità fondamentali

L'operazione di "misura" è alla base dello studio scientifico. Tutto ciò che può essere misurato prende il nome di grandezza fisica. Quindi tempo, velocità, massa, lunghezza, densità, area, volume, energia, potenza ecc sono tutti esempi di grandezze fisiche. Per definire le grandezze è necessario stabilire come si misurano e con quali dispositivi. In particolare ogni grandezza viene effettuata tramite il confronto tra la grandezza che si vuole misurare e una grandezza "campione" di riferimento che prende il nome di unità di misura. Ogni unità di misura dovrà mantenere due caratteristiche: 

  1. mantenersi costante nel tempo in modo che ogni misurazione dia sempre lo stesso risultato;
  2. essere facilmente riprodotta.

A questo punto si potrebbe pensare di scegliere per ogni grandezza fisica un campione come unità di misura indipendetemente dalle altre con il risultato, però, di avere una quantità spropositata di unità di misura con palesi conseguenze negative. Si è scelto invece di stabilire delle grandezze fondamentali a partire dalle quali, tramite relazioni analitiche, si deducono le unità di misura di tutte le grandezze (che risulteranno quindi derivate). 

Fissare le grandezze fondamentali e i loto campioni unitari vuol dire fissare un sistema di misura. 

Dopo la XI conferenza di Pesi e Misure svoltasi a Parigi nell’Ottobre del 1960 è stato introdotto un sistema, quasi universalmente riconosciuto, che gode della proprietà di essere omogeneo, coerente, assoluto chiamato Sistema Internazionale di Unità, o abbreviato SI, mostrato nella seguente tabella.

 

SI

 

Particolare importanza nello studio delle unità di misura è ricoperta dall'utilizzo dei multipli e sottomultipli di una unità di misura. Ad esempio il kilometro è un multiplo del metro mentre il millimetro ne è un sottomultiplo. Nella seguente tabella riportiamo alcune denominazioni ufficiali di prefissi ampiamente utilizzati per multipli e sottomultipli delle varie grandezze.

 

mult

 

Concludiamo con alcune considerazioni sugli strumenti utilizzati per misurare le grandezze. Bilance, voltometri ecc, ad esempio, hanno infatti caratteristiche importanti che meritano di essere citate:

  1. La sensibilità: se indichiamo con a il valore minimo della grandezza che può essere apprezzata da uno strumento tarato, allora la sensibilità è l'inveso di a cioè $\frac{1}{a}$; Se l'orologio apprezza come valore minimo un secondo, la sua sensibilità sarà allora $1 s^{-1} = 1 Hz$ (Herz).  
  2. La portata: è il massimo valore della grandezza che lo strumento piò misurare.

Infine, rispondiamo insieme ad alcune domande di riepilogo.

Cos'è una grandezza fondamentale? Una grandezza la cui unità di misura viene determinata mediante la scelta convenzionale di un campione;

Cos'è una grandezza derivata? Una grandezza la cui unità di misura viene dedotta da quelle delle grandezze fondamentali alle quali sono legate attraverso relazioni matematiche. 

Cosa vuol dire fissare un sistema di misura? Vuol dire scegliere delle grandezze fondamentali con le relative unità di misura. 

 

 

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