Il Sistema Internazionale di unità di misura - WeSchool


Misurare le grandezze e concordare sulla loro misura è uno dei principi di ogni esperienza fisica. Quale impatto potrebbe avere non essere d’accordo su una medesima misurazione?


Nel 1998, la NASA intraprese la missione spaziale 
Mars Climate Orbiter
, che mirava a porre in orbita marziana una sonda per monitorare le condizioni atmosferiche di Marte, e i cambiamenti che tale clima aveva portato alla superficie del pianeta.





















Videolezione "Studio di funzione: il procedimento"

























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La sonda raggiunse Marte nel settembre del 1999, come previsto, ma si disintegrò nell’atmosfera. La ragione? Il computer di bordo usava come unità di misura metri, kilogrammi e secondi mentre i manovratori a terra inviavano istruzioni espresse in iarde, libbre e secondi. Risultato: la sonda si pose su un’orbita a $57\ km$ dal suolo marziano invece che a $226\ km$, consumandosi come un fiammifero per l’attrito con l’atmosfera.


Il costo dell’operazione fu di 328 milioni di dollari americani.




 


Da allora la NASA pone particolare attenzione a seguire correttamente il 
sistema internazionale di unità di misura (
SI
)
 nato ufficialmente nel 1961 proprio per evitare confusioni di questo genere.


Esso fornisce le definizioni delle 
unità di misura
 di sette 
grandezze fondamentali
. Tutte queste definizioni, a parte quella per la massa, sono formulate in modo da ottenere campioni riproducibili ovunque senza bisogno di stabilire un confronto diretto con oggetti particolari e sono di conseguenza universali.


La seguente tabella fornisce per ogni grandezza il nome dell’unità, il simbolo e la definizione.


Grandezza


Nome


Simbolo


Definizione


Lunghezza


metro


m


distanza percorsa dalla luce nel vuoto in un intervallo di tempo pari a $1/299\ 792\ 458$ di secondo.


Tempo


secondo


s


Il secondo è definito come la durata di $9 192 631 770$ periodi della radiazione corrispondente alla transizione tra due livelli iperfini dello stato fondamentale dell'atomo di cesio$-133$


Massa


kilogrammo


kg


Il chilogrammo è la massa di un particolare cilindro di altezza e diametro pari a $0,039 \ \text{m}$ di una lega di platino-iridio depositato presso l'Ufficio internazionale dei pesi e delle misure a Sèvres, in Francia.


Temperatura


kelvin


K


Il 
kelvin
 è definito come $1 / 273,16$ della temperatura termodinamica del punto triplo dell'acqua.


Corrente elettrica 


ampere


A


Un 
ampere
 è l'intensità di corrente elettrica che, se mantenuta in due conduttori lineari paralleli, di lunghezza infinita e sezione trasversale trascurabile, posti a un metro di distanza l'uno dall'altro nel vuoto, produce tra questi una forza pari a $ 2 \cdot 10^{-7} $  newton per metro di lunghezza.


Quantità di sostanza


mole


mol


La mole è definita come la quantità di sostanza di un sistema che contiene un numero di unità interagenti pari al numero degli atomi presenti in $12$ grammi di carbonio$-12$.


Intensità luminosa


candela 


cd


Una candela è pari all'intensità luminosa, in una data direzione, di una sorgente emettente radiazione monocromatica alla frequenza di $540 \cdot 10^{12}$  hertz con intensità radiante (in quella direzione) pari a 1/683 watt per steradiante.


Siccome alcune unità possono essere troppo piccole o troppo grandi per determinati contesti vi si associa una lettera di prefisso che indica una potenza di dieci e dà origine a una convenzione piuttosto comoda quando si ricorre alla 
notazione scientifica
.


Prefisso


Simbolo


Ordine di Grandezza


yotta


Y


$10^{24}$


zetta


Z


$10^{21}$


exa


E


$10^{18}$


peta


P


$10^{15}$


tera


T


$10^{12}$


giga


G


$10^{9}$


mega


M


$10^{6}$


kilo


k


$10^{3}$


etto


h


$10^{2}$


deca


da


$10^{1}$


 - 


 - 


$10^{0}$


deci


d


$10^{-1}$


centi


c


$10^{-2}$


milli


m


$10^{-3}$


micro


$\mu$


$10^{-6}$


nano


n


$10^{-9}$


pico


p


$10^{-12}$


femto


f


$10^{-15}$


atto


a


$10^{-18}$


zepto


z


$10^{-21}$


yocto


y


$10^{-24}$


 Per esempio in microbiologia è comune usare i 
micrometri
 (chiamati anche micron e indicati col simbolo $\mu m$) che rappresentano un milionesimo ($10^{-6}$) di metro e che corrispondono più o meno alla dimensione tipica dei batteri.


Crediti immagine: 
Xession 
http://it.wikipedia.org/wiki/File:Mars_Climate_Orbiter_-_mishap_diagram.png


 

