Il Sistema Internazionale (SI)

Il Sistema Internazionale (SI) Il SI è un sistema omogeneo di pesi e misure a diffusione internazionale, che rappresenta in qualche modo un compromesso tra semplicità d uso (adotta poche grandezze fondamentali) e chiarezza (ne sarebbero necessarie molte); a causa dei progressi della conoscenza scientifica è soggetto ad un continuo aggiornamento, ed è pertanto un sistema incompleto, assoluto, coerente, decimale e razionalizzato. Le unità fondamentali del SI sono sette, più due accessorie (supplementari), come riportato in TABELLA 1. Queste grandezze sono dimensionalmente indipendenti tra di loro; esse vengono preferibilmente definite in termini di procedimento di misura standard, che assicura la massima riproducibilità con le più avanzate tecnologie disponibili; a ciò fa eccezione la sola unità di massa (kilogrammo). Le unità di misura fondamentali del Sistema Internazionale sono definite in TABELLA 2. I prefissi dei multipli e sotto-multipli delle U.D.M. vengono frequentemente usati in quanto in molti casi le unità sono troppo grandi o troppo piccole o scomode da scrivere; i prefissi si scrivono abbreviati o per esteso prima dell U.D.M., come indicato in TABELLA 3. Nell uso dei multipli e sottomultipli il SI raccomanda di utilizzare coefficienti moltiplicativi con base 10 ed esponenti multipli di 3; esponenti diversi, quali quelli indicati in grigio nella tabella, non sono ammessi. Le principali regole di scrittura del SI sono: le unità, anche se derivate da nomi propri, devono essere sempre scritte in carattere tondo minuscolo, privo di accenti ed invarianti al plurale: Esempio: ampere, non ampère né ampere o Ampère o ampere o amperes; le unità vanno abbreviate solo se precedute (e non seguite) dal numero; i simboli delle U.D.M. non vanno mai seguiti dal punto, se non per motivi di interpunzione; i simboli vanno scritti con l iniziale maiuscola se derivanti da nomi propri, minuscola negli altri casi (Esempi: la lunghezza si misura in metri e non la lunghezza si misura in m ; il ponte è lungo 3 m e non il ponte è lungo 3 metri o il ponte è lungo m 3 o il ponte è lungo m. 3 ; K (Lord Kelvin), A (Mr. Ampère), N (Sir Newton) etc., ma m (metro), sr (steradiante) etc.); il simbolo delle unità composte da due o più unità va scritto senza interporre tra i simboli che lo compongono alcun trattino, ma solo un punto a mezza altezza o uno spazio vuoto: Esempio: 1 Wb = 1 V s o 1 V s , non 1 Wb = 1 V-s; è raccomandato l uso della notazione esponenziale: Esempio: m s 2, non m/s/s [cosa significa? (m/s)/s o m/(s/s) = m?]. Una volta fissate le grandezze fondamentali del SI e le corrispondenti U.D.M. (Unità di Misura) è facile ricavare in funzione di esse tutte le altre grandezze derivate e definire le corrispondenti unità di misura. Alcune di queste unità di misura sono di uso più frequente e sono dotate di nomi speciali (TABELLA 4); è da notare che le grandezze derivate prevedono una definizione ma, al contrario delle grandezze fondamentali, non una specifica metodologia di riproduzione e che, essendo il sistema incompleto, lo stesso CIPM non suggerisce alcun pregiudizio rispetto all introduzione di altre unità che potessero rendersi necessarie. Una selezione delle più comuni unità derivate non dotate di nome speciale è riportata nella TABELLA 5. Nonostante il SI preveda U.D.M. per tutte le grandezze fisiche, molto spesso si preferisce l impiego di U.D.M. non appartenenti a nessun sistema particolare, ma ottenute combinando in vari modi U.D.M. di sistemi diversi o definendole in modo del tutto originale: tali sono le unità non-SI ammesse all uso, distinte nel 1996 in 3 categorie: i) unità di uso frequente (TABELLA 6), ii) unità il cui valore è ottenuto sperimentalmente (TABELLA 7), e iii) unità in uso solo in specifici settori applicativi (TABELLA 8). L uso di queste unità, sebbene ammesso, non è incoraggiato; è comunque sempre sconsigliato associare unità SI e unità non-SI. Esiste infine un nutrito gruppo di unità non ammesse dal SI, seppure spesso ancora usate nella pratica (TABELLA 9). A causa della inevitabile stratificazione di U.D.M., e nonostante la valenza legale conferita al SI, moltissime U.D.M. di altri sistemi sono ancora in uso; una stessa grandezza fisica può inoltre essere espressa con U.D.M. diverse in relazione al modello fisico cui fa riferimento o al significato che a tale grandezza si vuole attribuire. Risulta pertanto assai spesso indispensabile l uso di tabelle di conversione. L espressione numerica dei dati Nella scrittura dei dati sperimentali vengono solitamente adottate alcune convenzioni: la penultima cifra significativa è certa, l ultima incerta; non è lecito aggiungere zeri a sproposito ad un numero decimale. Esempio: 110.40 e non 110.4 se la cifra certa è 4 238 103 o 23.8 104 e non 238000 se la cifra incerta è8 se nell espressione di una misura si è interessati soltanto all ordine di grandezza della misura stessa, e non al valore vero e proprio, si utilizza la forma esponenziale in base 10, mettendo una sola cifra nella parte intera ed adeguando l esponente, che si dice ordine di grandezza. Esempio: 31.2 104 3.12 105 7.25 102 7.25 102 851 10 4 8.51 10 2 nell esprimere numericamente una grandezza è opportuno utilizzare la stessa U.D.M. fornita dallo strumento ed evitare la conversione in multipli o sottomultipli, che possono indurre considerazioni errate. Esempio: misura di una corrente elettrica con milli-amperometro; la lettura allo strumento è I = 69.5 0.75 A l espressione, matematicamente equivalente a I = 0.0695 0.00075 A fa supporre che la misura sia stata eseguita con un amperometro capace di apprezzare i decimi di A (e quindi, supponendo una portata di 1 A, una risoluzione di 1/10000 del fondo scala), il che è praticamente impossibile, così come anche la I = 69500 750 A che fa pensare ad una incertezza sui millesimi di A, mentre in realtà è sui decimi. Se proprio si vuole cambiare U.D.M. senza alterare il significato dell espressione, si deve usare la notazione esponenziale: (69.5 0.75) 10 3 A (69.5 0.75) 103 A TABELLA 1 - Unità Fondamentali Grandezza U.D.M. Abbreviazione Lunghezza Massa Intervalli di tempo Intensità di corrente elettrica Temperatura Intensità luminosa Quantità di sostanza Angolo piano Angolo solido metro kilogrammo secondo ampere kelvin candela mole radiante steradiante m kg s A K cd mol rad sr 254