Grandezze fisiche e unità di misura

Le grandezze fisiche si possono misurare attraverso unità di misura. Convenzionalmente si utilizzano le unità di misura del Sistema Internazionale.

Una unità di misura deve soddisfare questi requisiti:

• Deve essere adatta alla grandezza che si vuole misurare (né troppo grande né troppo piccola)
• Deve essere facilmente riproducibile
• Non deve cambiare nel tempo
• Deve essere utilizzabile da tutti

Le grandezze base da cui si ricavano le derivate sono:

• Lunghezza: Metro (m)
• Massa: Kilogrammo (Kg)
• Tempo: Secondo (s)

Da queste 3 grandezze fondamentali si possono ricavare tutte le restanti, tra cui:

• Velocità: Metri al secondo $m/s$
• Accelerazione: Metri su secondo quadro $m/s^2$
• Peso: Kilogrammo per accelerazione gravitazionale $Kg*g$, che sulla Terra è assunto convenzionalmente $Kg*9,81m/s^2$
• Superficie: Metro quadro $m^2$
• Volume: Metro cubo $m^3$

È possibile sottrarre e sommare grandezze con la stessa unità di misura.

La definizione delle unità di misura delle grandezze fondamentali ha sempre costituito un problema, proprio perché è sempre risultato difficile soddisfare ai requisiti sopra elencati, soprattutto a quelli dell'invariabilità nel tempo e della riproducibilità. Nel corso degli anni sono state adottate varie definizioni, ma attualmente quelle riconosciute sono:

• Metro: è la distanza percorsa dalla luce in 1/299.792.458 di secondo,
• Kilogrammo: è definito rispetto ad un campione, ma è allo studio una definizione più accurata,
• Secondo: è la durata di 9.192.631.770 periodi della radiazione corrispondente alla transizione tra due livelli iperfini, da (F=4, MF=0) a (F=3, MF=0), dello stato fondamentale dell'atomo di cesio-133.

Multipli

I multipli delle unità di misura sono espressi convenzionalmente con:

• $10^{18}$ Exa- (E)
• $10^{15}$ Peta- (P)
• $10^{12}$ Tera- (T)
• $10^9$ Giga- (G)
• $10^6$ Mega- (M)
• $10^3$ Kilo- (k)
• $10^2$ Etto- (h)
• $10^1$ Deca- (D)

Sottomultipli

I sottomultipli delle unità di misura sono espressi convenzionalmente con:

• $10^{-1}$ Deci- (d)
• $10^{-2}$ Centi- (c)
• $10^{-3}$ Milli- (m)
• $10^{-6}$ Micro- (μ)
• $10^{-9}$ Nano- (n)
• $10^{-12}$ Pico- (p)
• $10^{-15}$ Femto- (f)
• $10^{-18}$ Atto- (a)