Unità di misure: le equivalenze

In questo appunto vengono descritti i principali concetti relativamente alle unità di misura e alle operazioni che si devono svolgere quando si devono effettuare le cosiddette equivalenze tra due diverse unità di misura.

Unità di misura

Le unità di misure sono fondamentali nel mondo scientifico. Quando si è in presenza di una grandezza fisica è necessario associare ad essa un'unità di misura, che funge come valore di riferimento per andare proprio a misurare quella grandezza specifica.

Ogni unità di misura è data da una definizione fisica ben definita.
Esistono 7 grandezze fondamentali, alle quali è associata una specifica unità di misura, riportate qui di seguito:

• Lunghezza. Questa grandezza permette di andare a definire le dimensioni di un oggetto specifico, dunque la sua "estensione" nello spazio tridimensionale. Il simbolo della grandezza è
  [math] [L][/math]
  . La sua unità di misura è il metro.
• Massa. Questa grandezza permette di andare a definire il comportamento dinamico di un oggetto o soggetto quando viene sottoposto a forze esterne. La massa è una proprietà intrinseca dell'oggetto o soggetto considerato, anche se va a variare in base al sistema di riferimento considerato. Il simbolo della grandezza è
  [math] [M][/math]
  . La sua unità di misura è il chilogrammo.
• Tempo. Questa grandezza permette di andare a definire la percezione e rappresentazione della successione degli eventi e il rapporto tra gli stessi. Il simbolo della grandezza è
  [math] [T][/math]
  . La sua unità di misura è il secondo.
• Corrente elettrica. Anche definita come Intensità di corrente, questa grandezza permette di andare a misurare la quantità di carica elettrica che va ad attraversare un materiale conduttore nell'unità di tempo. Il simbolo della grandezza è
  [math][ \ I][/math]
  .La sua unità di misura è l'Ampere, dal nome di chi l'ha individuata.
• Temperatura. Questa grandezza permette di andare a misurare lo stato di agitazione delle entità molecolari della quali il corpo considerato è costituito, in altre parole è una grandezza grazie cui si può andare a prevedere la direzione dello scambio termico che si verifica tra due corpi. Il simbolo della grandezza è
  [math] [\Theta][/math]
  .La sua unità di misura è il Kelvin, dal nome di chi l'ha individuata, a cui corrisponde il concetto di temperatura assoluta.
• Quantità di sostanza. Questa grandezza permette di andare a definire l'insieme delle entità elementari, relativamente ad atomi, molecole... Il simbolo della grandezza è
  [math] [N][/math]
  . La sua unità di misura è la mole.
  
• Intensità luminosa. Questa grandezza permette di andare a definire il flusso luminoso ovvero la potenza luminosa prodotta da una sorgente luminosa. Il simbolo della grandezza è
  [math] [J][/math]
  . La sua unità di misura è la candela.
  

Equivalenze

Le equivalenze sono delle uguaglianze che coinvolgono le unità di misura; in sostanza vuol dire riscrivere in due unità di misura diverse la stessa quantità. Viene fatto questo in quanto esistono differenti unità di misura attraverso cui vengono espresse le stesse grandezze. Si pensi alla temperatura. In Italia si riferisce alla temperatura sempre in gradi Celsius, sebbene l'unità di misura fondamentale sono i Kelvin, mentre negli Stati Uniti di America si riferisce alla temperatura con i Fahrenheit.
Ad esempio, se un'entità pesa 1 chilogrammo, possiamo dire che questo equivale a 1000 grammi e quindi scrivere:

Per poter risolvere un'equivalenza è necessario avere chiare in mente le unità di misura e come esse sono "ordinate".
Ogni scala ha un'unità di riferimento (fissata dal Sistema Internazionale) e prevede delle grandezze più o meno grandi rispetto a questa unità, distinguibili con un prefisso posto, appunto, prima del simbolo relativo all'unità di riferimento. Spieghiamo meglio questa cosa con un esempio.

Unità di riferimento: grammo (g).

Prefissi:

Scale delle unità di misura

Le scale delle unità di misura esistono per tutte le unità di misura esistenti nel mondo fisico.
Elenchiamo di seguito le scale principali ordinate a partire dalle unità più grandi e arrivando a quelle più piccole.

La scala dei pesi:

La scala delle lunghezze:

La scala dei liquidi:

RICORDA: ci sono moltissime altre unità di misura: approfondisci l'argomento se non le conosci!

Esempi pratici

Ora che abbiamo in mente le più note scale di grandezza, come si fa a passare da un'unità all'altra della stessa scala?
Spieghiamo il concetto appena esposto attraverso un esempio numerico.
Supponiamo di avere 0,5 litri di acqua e voler sapere a quanti cl corrispondono.
Si parte dalla virgola, e si fanno tanti passi AVANTI quanto le due unità sono "distanti" nelle scale sopra elencate (nota: è importante ricordare che in matematica 0,5=0,50000... ).
Nel nostro caso l e cl sono distanti "due passi", quindi si parte dalla virgola e si fanno due "saltelli in avanti":

Da cui quindi possiamo andare a scrivere come segue:

dove

è l'unità di misura utilizzata per i fluidi definito come litro.
In questo caso siamo andati AVANTI con la virgola, perché l'unità di misura alla quale volevamo arrivare era più PICCOLA rispetto a quella da cui partivamo. Se, invece, vogliamo scrivere quanto vale una quantità rispetto ad una più GRANDE dovremmo andare INDIETRO.

Esempio:
Quanti chilometri sono 400 centimetri?

Procediamo come prima, consideriamo che 400=400,0000.... e, poiché un km è 5 volte più grande del cm, occorrerà fare 5 PASSI INDIETRO.

Da cui quindi possiamo andare a scrivere come segue: