Che cos'è una grandezza fisica

Una grandezza fisica è tutto ciò che si può misurare: una lunghezza, un intervallo di tempo, una massa, una temperatura. Ciò che distingue una grandezza fisica da una semplice qualità è proprio la possibilità di associarle un numero attraverso una procedura di misura ripetibile.

Ogni grandezza fisica è composta da due parti inseparabili: un valore numerico e un’unità di misura. Il valore da solo non dice nulla — dire “la stanza è lunga 5” è privo di significato finché non si precisa se si tratta di 5 metri, 5 passi o 5 chilometri. Nessuna misura ha senso senza specificare l’unità: l’unità è ciò che fissa il “metro di paragone” rispetto al quale il numero acquista significato.

Principio — Le sette grandezze fondamentali del SI

Il Sistema Internazionale (SI) si basa su sette grandezze fondamentali. Tutte le altre grandezze si derivano da queste.

Grandezza	Simbolo	Unità SI	Simbolo unità
Lunghezza	$\ell$	metro	m
Massa	$m$	chilogrammo	kg
Tempo	$t$	secondo	s
Corrente elettrica	$i$	ampere	A
Temperatura	$T$	kelvin	K
Quantità di sostanza	$n$	mole	mol
Intensità luminosa	$I_v$	candela	cd

Tutte le altre grandezze che incontreremo in fisica sono unità derivate, cioè si ottengono combinando fra loro le sette fondamentali. Alcune tra le più comuni:

• velocità: $[\,\text{m/s}\,]$
• accelerazione: $[\,\text{m/s}^2\,]$
• forza: $[\,\text{N}\,] = [\,\text{kg}\cdot\text{m/s}^2\,]$
• energia: $[\,\text{J}\,] = [\,\text{N}\cdot\text{m}\,]$
• potenza: $[\,\text{W}\,] = [\,\text{J/s}\,]$

Il fatto che ogni unità derivata si possa esprimere come prodotto di potenze delle unità fondamentali è alla base dell’analisi dimensionale, uno strumento potente per controllare la coerenza delle formule.

Il SI dopo il 2019

Nel 2019 il SI è stato ridefinito in termini di costanti fondamentali della natura — come la velocità della luce $c$, la costante di Planck $h$, la costante di Boltzmann $k_B$, la carica elementare $e$ e il numero di Avogadro $N_A$ — anziché di prototipi materiali (come il vecchio cilindro di platino-iridio che definiva il chilogrammo). Le unità sono così ancorate a quantità immutabili e riproducibili ovunque nell’universo.

Collegamenti

Argomenti: Grandezze fisiche e misura

Esercizi collegati: Esercizio svolto — Il rubinetto che perde · Esercizio svolto — Area di un rettangolo misurato · Problema — Volume di un parallelepipedo