Istituto Professionale Statale per l'Industria e l'Artigianato
"L.B. Alberti" - Rimini
Prof. Matteo Intermite 1
Anno Scolastico 2009/2010
Corso di Meccanica, Macchine e Impianti Termici
CAPITOLO 1 – Unità di Misura
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1.1. MISURA DI GRANDEZZE
Per tradurre in termini matematici i fenomeni fisici occorre individuare gli stati in cui i sistemi si trovano mediante la misura delle grandezze fisiche che li caratterizzano.
L’analisi dei fenomeni porta infatti a scrivere delle relazioni matematiche tra misure di grandezze cui si dà il nome di leggi fisiche. Le grandezze fisiche sono quindi gli elementi fondamentali della fisica attraverso i quali si esprimono le sue leggi. Sono grandezze fisiche la lunghezza, il tempo, la velocità, la forza, la carica elettrica, ecc.
Esse corrispondono a concetti che sono familiari, ma il loro significato nel linguaggio comune è piuttosto vago ed a volte differente dall’esatto significato scientifico. Ai fini metrologici le grandezze devono essere definite in modo univoco ed esatto, stabilendo i procedimenti necessari per la loro misura, ovvero l’insieme di operazioni che portano alla determinazione di un numero riferito ad una unità di misura che rappresenta la misura della grandezza stessa. Misurare una grandezza significa dunque confrontarla con un’altra ad essa omogenea scelta come campione e denominata unità di misura.
La misura della grandezza è il numero che esprime il valore del rapporto fra la grandezza in esame e l’unità di misura.
1.2. IL SISTEMA INTERNAZIONALE DELLE UNITÀ DI MISURA (SI)
Il primo passo verso l’unificazione dei sistemi di misura, imposto non tanto da esigenze di carattere scientifico quanto da problemi pratici di interscambio commerciale, si è avuto nel 1875 allorché fu istituito a Parigi un Ufficio Internazionale Pesi e Misure avente il compito di portare ad attuazione le decisioni della Conferenza Generale Pesi e Misure, formata dai rappresentanti delle nazioni contraenti, fra cui l’Italia. Attraverso le varie riunioni si sono convenute internazionalmente le definizioni delle grandezze ed unità di misura più importanti con i relativi procedimenti di misura.
Nel corso dell’undicesima riunione tenutasi nell’ottobre del 1960 la Commissione ha approvato il Sistema Internazionale delle Unità di Misura (SI), che è venuto a sostituire tutti gli altri sistemi. Il SI è basato su sette grandezze fondamentali e due grandezze supplementari ed è un sistema assoluto. Le relative definizioni, denominazioni, simboli, unità fondamentali e procedimenti di misura vengono discussi ed aggiornati periodicamente dalla Commissione.
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Prof. Matteo Intermite 3 Denominazioni e simboli delle unità fondamentali del SI
Unità di misura Grandezze fondamentali Nome Simbolo Definizione
Lunghezza metro m Il metro è la lunghezza del tragitto compiuto dalla luce nel vuoto in un intervallo di tempo di 1/299 792 458 di secondo.
Massa kilogrammo kg Il kilogrammo è l’unità di massa; esso è pari alla massa del prototipo
internazionale del kilogrammo.
Tempo secondo s Il secondo è la durata di 9 192 631 770
periodi della radiazione corrispondente alla transizione dei due livelli iperfini dello stato fondamentale dell’atomo di cesio 133.
Temperatura termodinamica
kelvin K Il kelvin, unità di temperatura
termodinamica, è la frazione di 1/273,16 della temperatura termodinamica del punto triplo dell’acqua.
Denominazioni e simboli delle unità derivate del SI
Grandezza Nome Unità di misura S.I.
Velocità
sec metri
ondo s
m
Accelerazione 2
sec metri
ondo s2
m
Forza Newton 2
s N =kg⋅m
Lavoro Joule J = ⋅N m
Pressione Pascal N2
Pa= m
Potenza Watt
s s
J N m
W ⋅
= =
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1.3. Multipli e sottomultipli
Una critica rivolta alle unità SI è quella che esse talvolta non sono proporzionate all’entità delle grandezze da misurare, originando perciò numeri di misura troppo grandi o troppo piccoli. Di conseguenza si utilizzano multipli e sottomultipli decimali, ricorrendo a opportuni prefissi riportati in tabella, che vengono scritti per esteso o abbreviati prima del simbolo dell’unità. Per esigenze di chiarezza si cerca solitamente di fare in modo che, scelto un opportuno prefisso, la quantità sia espressa con un valore numerico compreso fra 0,1 e 1000.
Denominazione e simboli dei prefissi per la designazione dei multipli e sottomultipli decimali delle unità SI
Fattore Prefisso Simbolo Fattore Prefisso Simbolo Fattore Prefisso Simbolo 1018 exa E 102 etto h 10-6 micro µ 1015 peta P 101 deca da 10-9 nano n
1012 tera T 100 10-12 pico p
109 giga G 10-1 deci d 10-15 femto f 106 mega M 10-2 centi c 10-18 atto a 103 kilo k 10-3 milli m
Va ricordato che, sebbene l’unità base della massa sia il kilogrammo, i nomi ed i simboli dei multipli e sottomultipli decimali vengono formati mediante l’aggiunta dei prefissi alla parola “grammo” e dei loro simboli al simbolo “g”. Inoltre, per designare i multipli e sottomultipli di un’unità derivata la cui espressione si presenta sotto forma di una frazione, un prefisso può essere legato indifferentemente alle unità che figurano al numeratore o al denominatore o in entrambe. Non è consentito l’uso di prefissi composti, cioè formati mediante giustapposizione di più prefissi riportati nella tabella
