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Quante sono le grandezze derivate

Quante sono le grandezze derivate

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1 Quantità derivate e fondamentali

Quantità derivate e fondamentali

Per mantenere la compatibilità con le altre nazioni, lo sviluppo di questo standard si è basato sulle risoluzioni e gli accordi della CGPM sul Sistema Internazionale di Unità di Misura (SI), aggiornato fino alla sua 19a Convenzione, che si è tenuta nel 1991. Il SI è il primo sistema di unità di misura compatibile, essenzialmente completo e armonizzato a livello internazionale. Si basa su sette unità di base, strutturate in modo da facilitare l’apprendimento e semplificare la formazione di unità derivate.

Oltre alle definizioni di cui sopra, altre definizioni contenute in NMX-Z-055-IMNC “Metrologia – Vocabolario dei termini fondamentali e generali” si applicano ai fini della norma.

Fino alla fine del XVIII secolo, la definizione delle unità di misura per quantificare le quantità fisiche era arbitraria, variando anche all’interno della stessa regione. Questa definizione arbitraria ostacolava le transazioni commerciali e gli scambi scientifici tra le nazioni.

Quantità fondamentali

Nel 1960, l’undicesima Conferenza generale dei pesi e delle misure (CGPM) ha formalmente definito e stabilito il SI nella risoluzione 12, basata sul precedente sistema metrico decimale. Da allora è stato rivisto di tanto in tanto, in parte in risposta alle esigenze della scienza e della tecnologia. Ora, nella seconda decade del XXI secolo, deve essere fondamentalmente rivisto, basato su costanti universali, le sue unità di base ridefinite e alcune delle sue realizzazioni pratiche cambiate.

Le unità derivate sono formate dalle unità di base, come prodotti di potenze di queste. Ad alcune unità derivate vengono dati nomi speciali per esprimere, in forma compatta, combinazioni frequentemente usate di unità di base. È il caso, per esempio, del joule, simbolo J, per definizione uguale a kg m2 s-2.

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Le realizzazioni pratiche delle unità di base del SI sono preparate dai relativi comitati consultivi e, dopo l’approvazione del CIPM, sono pubblicate in forma elettronica sul sito web del BIPM, dove possono essere riviste più frequentemente che se fossero stampate su carta. Vedere https://www.bipm.org/en/publications/mises-en-pratique/

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Le misure di quantità fisiche sono espresse in termini di unità, che sono valori standardizzati. Per esempio, la durata di una gara, che è una grandezza fisica, può essere espressa in unità di metri (per i velocisti) o di chilometri (per i corridori di distanza). Senza unità standardizzate, sarebbe estremamente difficile per gli scienziati esprimere e confrontare i valori misurati in modo significativo (Figura 1.7).

Praticamente tutti i paesi del mondo (tranne gli Stati Uniti) ora usano le unità SI come standard. Il sistema metrico decimale è anche il sistema standard concordato da scienziati e matematici.

In qualsiasi sistema, le unità di alcune grandezze fisiche devono essere definite da un processo di misurazione. Sono chiamate le quantità di base di quel sistema e le loro unità sono le unità di base del sistema. Tutte le altre grandezze fisiche possono quindi essere espresse come combinazioni algebriche delle grandezze di base. Ognuna di queste grandezze fisiche è allora conosciuta come una grandezza derivata, e ogni unità è chiamata unità derivata. La scelta delle quantità di base è in qualche modo arbitraria, purché siano indipendenti l’una dall’altra e tutte le altre quantità possano essere derivate da esse. In generale, l’obiettivo è quello di scegliere come quantità di base quantità fisiche che possono essere misurate con alta precisione. La ragione è semplice. Poiché le unità derivate possono essere espresse come combinazioni algebriche delle unità di base, esse possono essere accurate e precise solo quanto le unità di base da cui sono derivate. Sulla base di queste considerazioni, l’Organizzazione Internazionale degli Standard raccomanda l’uso di sette quantità di base, che formano il Sistema Internazionale di Quantità (ISQ). Queste sono le quantità di base che vengono utilizzate per definire le unità di base del SI. La tabella 1.1 elenca queste sette quantità di base ISQ e le corrispondenti unità di base SI.

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Ogni grandezza fisica deve avere le sue unità associate. È fondamentale per il metodo scientifico che le misure siano riproducibili e, perché questo sia possibile, le grandezze e le loro unità devono essere espresse in modo conciso e non ambiguo.

Attualmente, il sistema metrico usato a livello internazionale è il Sistema Internazionale di Unità (SI), ed è quello che useremo in queste pagine. L’organismo responsabile di garantire l’uniformità delle unità è l’Ufficio Internazionale di Pesi e Misure.

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