Unità di misura: definizione, tipi e sistemi di riferimento

Cosa sono le unità di misura

Con il termine “unità di misura” indichiamo dei valori di riferimento che vengono comunemente usati al fine di quantificare grandezze specifiche. In sostanza, utilizziamo questi valori standard per esprimere non solo dimensioni, ma anche quantità o capacità. In questo modo, la descrizione diviene comprensibile, comune e uniforme per tutti.

In altre parole, può essere considerata come un riferimento fisso che ci permette di quantificare le grandezze fisiche.
Se queste unità non esistessero, sarebbe praticamente impossibile comunicare con precisione grandezze e quantità. Nascono infatti per evitare che le misurazioni siano oggettive e autonome.

Le diverse tipologie

Come vedremo a breve, esistono delle unità di misura che sono molto comuni e che utilizziamo nel quotidiano. Pensiamo ai metri o a chili, che fanno parte della nostra vita di tutti i giorni.
Tuttavia, il mondo delle misurazioni è molto ricco e articolato. Le unità di misura si dividono in diverse categorie, ognuna con uno scopo preciso.

Per organizzarle e renderle più comprensibili, è nato un sistema di classificazione univoco, il Sistema Internazionale o SI. All’interno del Sistema Internazionale si distinguono diverse tipologie di unità: unità fondamentali, unità derivate, unità supplementari e unità convenzionali.

Le unità fondamentali, come il nome stesso lascia intendere, rappresentano le principali unità di misura attualmente in uso. Data la loro importanza, sono state convenzionalmente scelte come punti di riferimento indipendenti. Questo vuol dire che non sono ricavabili da altre misure.

In altre parole, le unità fondamentali fungono da base per calcolare altre grandezze.

Pensiamo ad esempio al metro, oppure al secondo: queste unità non derivano da altre grandezze.

Il Sistema Internazionale distingue sette unità fondamentali:

• il metro (m) per la lunghezza
• il chilogrammo (kg) per la massa
• il secondo (s) per il tempo
• l’ampere (A) per la corrente elettrica
• il kelvin (K) per la temperatura
• la mole (mol) per la quantità di sostanza
• la candela (cd) per l’intensità luminosa.

Le unità derivate

Accanto alle unità di misura fondamentali, tuttavia, troviamo anche quelle derivate.
Le unità derivate derivano da combinazioni matematiche delle unità fondamentali. Molte grandezze fisiche, infatti, non possono essere descritte solo da lunghezza, massa o tempo.

Il classico esempio è quello della velocità, che può essere ricavata solo tenendo conto delle unità fondamentali secondi e metri.

Il mondo è infatti complesso, e le unità fondamentali, da sole, spesso non bastano a descrivere le varie grandezze fisiche.

Unità supplementari e convenzionali

Un’altra distinzione tra le unità di misura è quella che si può fare tra le unità supplementari e quelle convenzionali.
Le unità supplementari appaiono oggi come superate ed erano contenute nel vecchio Sistema Internazionale. Ad oggi, cioè, sono state integrate alle unità derivate.

Quelle supplementari sono adimensionali e derivano dal rapporto tra due grandezze omogenee. Sono state individuate due tipologie di unità supplementari:

• radianti (rad) per l’angolo piano
• steradianti (sr) per l’angolo solido.

Sebbene non facciano ufficialmente parte del SI, infine, esistono le unità convenzionali. Non sono ufficialmente riconosciute ma, per praticità, le utilizziamo praticamente ogni giorno.

Esempi classici di unità convenzionali sono il litro per il volume o il grado Celsius per la temperatura. Anche se non sono fondamentali, rimangono indispensabili nella vita quotidiana e in molti contesti, anche di tipo tecnico.

Le principali unità di misura

Analizziamo adesso le principali unità di misura previste dal Sistema Internazionale e relative alle seguenti grandezze fisiche:

• lunghezza
• superficie
• volume
• capacità
• massa.

Lunghezza

Il metro è l’unità di misura della lunghezza. I suoi principali multipli sono:

• chilometro
• ettometro
• decametro

I sottomultipli del metro sono invece:

• decimetro
• centimetro
• millimetro

Il passaggio ai multipli e ai sottomultipli del metro è molto semplice. Per passare all’unità immediatamente superiore, dobbiamo semplicemente dividere il numero iniziale per 10. Per passare all’unità inferiore, basta invece moltiplicare per 10.

Questa semplice regola vale non solo per il metro, ma anche per tutte le altre unità di misura che analizzeremo nei prossimi paragrafi.

Superficie

Quando dobbiamo misurare una superficie, invece, utilizziamo il metro quadrato. Si tratta di un’unità di misura simile al metro, i cui multipli sono:

• chilometro quadrato
• ettometro quadrato
• decametro quadrato

I sottomultipli del metro quadrato sono invece:

• decimetro quadrato
• centimetro quadrato
• millimetro quadrato

Volume

Se ci troviamo a dover misurare il volume, invece, l’unità di misura corretta è il metro cubo.

I suoi multipli sono:

• chilometro cubo
• ettometro cubo
• decametro cubo

I sottomultipli del metro cubo sono i seguenti:

• decimetro cubo
• centimetro cubo
• millimetro cubo

Capacità

L’unità di misura della capacità è invece il litro, i cui multipli sono:

• ettolitro
• decalitro

I sottomultipli del litro sono invece:

• decilitro
• centilitro
• millilitro

Massa

Quando ci riferiamo alla massa, infine, l’unità di misura di riferimento del Sistema Internazionale è il chilogrammo. I principali sottomultipli sono:

• ettogrammo
• decagrammo
• grammo
• decigrammo
• centigrammo
• milligrammo

Per misurazioni molto grandi, comunque, è disponibile anche un multiplo del chilogrammo: la tonnellata, nota anche come megagrammo.