Sistemi di unità

Quali sono i sistemi di unità?

IL Sistemi di unità Sono costituiti da set di modelli standard destinati a misurare le diverse magnitudini utilizzate nella scienza e nell'ingegneria. Si basano sul modello di alcune magnitudini considerate fondamentali e da esse deriva il resto.

Vi è un evidente vantaggio nell'unificazione dei criteri in termini di unità utilizzate per misurare le magnitudini, poiché in questo modo una determinata misura significa lo stesso per tutti gli utenti.

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A livello di opere scientifiche, per le quali adottare misure, è fondamentale, il sistema metrico decimale, basato su poteri di 10, è stato usato per molti anni, dalla sua creazione in Francia durante la rivoluzione francese.

La Conferenza generale di pesos e misure, autorità internazionale sull'argomento, propose nel 1960 la creazione del Système International d'Inités, abbreviato come se, sia in francese che in spagnolo.

Questo sistema si basa sul misuratore (m) per misurare la lunghezza, il chilogrammo (kg) per misurare la massa e la seconda (s) per il tempo.

Lunghezza, massa e tempo sono le tre magnitudini fondamentali della meccanica, ma ci sono quattro magnitudini più considerate: corrente elettrica, temperatura, intensità di luce e quantità di sostanza.

Tuttavia, esistono altri sistemi di unità che sono ancora utilizzati frequentemente, sia per motivi storici, per consuetudini o perché facilitano in qualche modo alcuni calcoli in alcuni campi di attività.

Sebbene il sistema internazionale sia istituito nella maggior parte del mondo, negli Stati Uniti, Myanmar (ex Birmania) e Liberia (Africa occidentale), continuano a usare il proprio sistema di unità.

Sistema metrico

Questo sistema costituisce il sistema internazionale di unità e misura lunghezza, area, volume, capacità e massa. È costituito dall'unità di base più i multipli e i sottomulini corrispondenti.

Le unità di base sono:

-Lunghezza: metro

-La zona: metro²

-Volume: metro³

-Capacità: litro

-Massa: chilogrammi

Oltre all'unità di base ci sono multipli e sottomulini, alcuni dei quali sono mostrati nella figura inferiore, insieme al rispettivo prefisso. Lo schema successivo è valido quando l'unità base è la metropolitana, il litro o il chilogrammo.

Decimale del sistema metrico, multipli e sottomulini. Fonte: f. Zapata.

Per passare da un multiplo che segue a destra, l'importo viene moltiplicato per 10. Ad esempio, una misura di 5 metri è equivalente a 50 decimetri, 500 centimetri e 5000 millimetri.

D'altra parte, per passare da un multiplo che segue a sinistra, l'importo è diviso per 10. La stessa misura di 5 metri è equivalente a 0.5 decametri, a 0.05 ectometri o 0,0005 chilometri.

International Unit System (SI)

Il sistema delle unità internazionali si basa sul sistema metrico decimale e sul set di misure chiamate sistema MKS, iniziali di metropolitana, chilogrammo e secondi.

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Questo sistema è accettato dalla comunità scientifica in tutto il mondo per comunicare i risultati della stragrande maggioranza dei suoi esperimenti, sebbene le unità di altri sistemi siano utilizzate anche per ragioni storiche o pratiche.

- Unità di sistema internazionale di base

Unità di sistema internazionale di base. Fonte: Dono/CC BY-SA (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0)

Metro

È definito in termini di velocità della luce come la distanza percorsa dalla luce nel vuoto durante un intervallo di tempo di 1/299 792 458 secondi.

Secondo

È il momento che dura un'oscillazione della transizione atomica tra due livelli dell'atomo Cesio-133 e moltiplicato per 9 192 631 770.

Chilogrammo

Da maggio 2019, il chilogrammo ha una nuova definizione basata sulla costante di Planck, indicata come H E il cui valore è:

H = 6.626 070 040 x 10^{-3. 4} kg m² S ^-1

Come vediamo, la costante di Planck coinvolge le altre due magnitudini fondamentali: lunghezza e tempo. La metropolitana e il secondo sono definiti come spiegato sopra.

Ampere

Viene utilizzato per misurare l'intensità della corrente.

Kelvin

È l'unità per la temperatura.

Candela

Serve a misurare l'intensità della luce.

Mol

La mol è uguale a 6.022 x 10²³ Particelle di sostanza elementare.

Sistema di unità cengesimale o c.G.S

Questo sistema, proposto da Gauss all'inizio del XIX secolo, fu utilizzato dagli scienziati fino al naso del ventesimo secolo. Dalle rispettive iniziali delle unità di base, sorge il nome di C.G.S: centimetro, grammo e secondo.

- Unità di sistema cengesimale di base

Centimetro

Questa unità fa parte del sistema metrico decimale ed è equivalente al centesimo di un metro.

1 cm = 1 x 10 ^-2 M

Grammo

È l'unità base per la massa, essendo equivalente al millesimo del chilogrammo:

1 g = 1 x 10 ^-3 kg

Secondo

È definito allo stesso modo del SI.

- Unità derivate dal sistema Cegesimale

Le unità di cui sopra corrispondono alle magnitudini fondamentali utilizzate in meccanica. Alcune delle magnitudini considerate fondamentali nel sistema internazionale sono definite attraverso altre nel sistema C.G.S.

Ad esempio, la corrente elettrica è definita attraverso il campo magnetico, ma il vantaggio di C.G.S. Nell'elettromagnetismo è che le equazioni sono semplificate, poiché molte delle costanti presenti nell'II appaiono.

Queste sono alcune delle unità più conosciute nel sistema C.G.S:

Ragazza

Con questa unità viene misurata l'accelerazione. 1 gal è uguale a 1 cm/s².

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Dyne

È l'unità di forza ed è definita come la forza che dovrebbe essere applicata a un oggetto di 1 g di massa per acquisire un'accelerazione di 1 gal.

Erg

L'ergio viene utilizzato per il lavoro ed è equivalente a 1 x 10^-7 Joules.

Baria

È equivalente a una dina per cm² e viene utilizzato per misurare la pressione.

Gauss

Questa unità è ben nota al Gaussimetro, Il dispositivo utilizzato per misurare l'intensità del campo magnetico. Il Tesla (T) è l'unità di Si, ma è piuttosto grande, quindi per le intensità che sono gestite in molti laboratori, il Gauss, abbreviato G, equivalente a 10^-4 T.

Sistema tecnico di unità

Non è un sistema di unità in senso formale.

- Unità fondamentali del sistema tecnico

Lunghezza/distanza

L'unità è la metropolitana, del simbolo M.

Tempo

L'unità è la seconda, dei simboli s.

Forza

L'unità è il chilogrammo-force, abbreviato KG-F, anche chiamato Kilopondio (KP).

La definizione formale di KG-F è la seguente:

1 kg-f È la forza con cui la terra attira il suo centro verso un oggetto la cui massa è di 1 kg e questo è a livello del mare e 45 ° gradi di latitudine nord.

Temperatura

L'unità è il grado centrale, che è l'unità per la temperatura dell'uso quotidiano e nei laboratori in molti paesi.

Fu creato dall'astronomo svedese Anders Celsius (1701-1744) e usa come riferimenti al punto di congelamento e al punto di ebollizione dell'acqua. L'equivalenza con il sistema internazionale è: 273.15 k = 0 ºC

- Unità derivate dal sistema tecnico

Le unità menzionate nella sezione precedente sono considerate le unità fondamentali di questo sistema. Come con il sistema C.G.S., Ci sono una moltitudine di unità derivate.

Diamo un'occhiata ad alcuni dei più importanti:

Massa

Per la massa, questo sistema utilizza l'unità chiamata u.T.m o Unità tecnica di massa, Questo è definito in termini di seconda legge di Newton, f = Ma come:

M = f/a

Quindi, un u.T.M è la massa che acquisisce un'accelerazione di 1 m/s² Quando viene applicata una forza di 1 kg-F ed equivalente a 9.8 kg nel sistema internazionale.

Energia e calore

Viene utilizzato il chilogrammo o il chilopondimetro, che equivale a 1 kg-force⋅m. La sua stessa equivalenza è:

1 chilopondimetro = 9.81 Joule.

A differenza di altri sistemi, il sistema tecnico ha un'unità per il calore, oltre a quella utilizzata per l'energia: calorie. È anche comune usare il kilocalory.

1 calorie = 4.1868 Joule.

Energia

Per il potere il Cavallo a vapore, Abbreviato CV, equivalente a 735.5 watt.

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Sistema di unità britanniche

È stato usato per molto tempo nei paesi di lingua inglese. Oggi il Regno Unito lavora anche con il sistema internazionale, tuttavia gli Stati Uniti sono uno dei pochi paesi che ancora non migrano verso il SI.

Per le magnitudini fondamentali della lunghezza e del tempo, il piede e il secondo vengono utilizzati rispettivamente, sebbene l'uso del cortile, del pollice e del miglio per le lunghezze siano frequenti.

Per quanto riguarda l'impasto ci sono anche molte unità e piccole differenze su entrambi i lati dell'Atlantico.

In ingegneria il lumaca come unità di massa. Fa parte del sistema dei secondi secondi (Piedi-libbre-secondo) o fps, che in analogia con il sistema tecnico, lavora con forza e da esso definisce l'unità di massa.

- Unità di sistema di base britanniche

Piede

È l'unità di lunghezza del sistema britannico ed è equivalente a 0.3048 m.

Bilancia-Fuerza (Libbra)

È l'unità di forza, in analogia con il sistema tecnico sopra descritto. Il suo equivalente in sé è calcolato da:

1 libbra = 4.44822 N

Secondo

La sua definizione è la stessa in tutti i sistemi.

- Unità derivate dal sistema britannico

Come con gli altri sistemi di unità, ci sono numerose magnitudini le cui unità derivano dalle unità di base. Qui abbiamo alcuni dei più noti:

lumaca

Lui lumaca È definito analogo alla u.T.M.

Una lumaca è la massa tale da acquisire un'accelerazione di 1 piedi/s² Essere soggetti a una forza di 1 libbra per le forze. Equivalente a circa 14.59 kg.

Unità per velocità e accelerazione

Per velocità e accelerazione vengono utilizzati rispettivamente piedi/s (ft/s) e piede/s² (Ft/s²). Ad esempio, l'accelerazione della gravità in queste unità è di 32 piedi/s².

Unità di pressione

La pressione, definita come forza per unità di area, è una grandezza derivata che è espressa in numerose unità. Nel sistema britannico avremmo il potere/piede² o LB-Force/Foot².

Un'altra unità molto frequente in ingegneria, per misurare la pressione è il psi o LB-Force/Inch².

Riferimenti

1. Figueroa, d. (2005). Serie: Physics for Science and Engineering. Volume 1. Cinematica. A cura di Douglas Figueroa (USB).
2. Giancoli, d.  2006. Fisica: principi con applicazioni. 6 °. Ed Prentice Hall.
3. Mott, r.  2006. Meccanica dei fluidi. 4 °. Edizione. Pearson Education.
4. Splash Learn. Cos'è il sistema metrico, definizione di esempio con. Recuperato da: splashlearn.com.
5. Tutta la scienza. Fisica, obiettivi, magnitudini e misure. Recuperato da: Francesphysics.Blogspot.com.
6. Wikipedia. Sistema di misurazione. Recuperato da: in.Wikipedia.org.
7. Wikipedia. Sistema tecnico di unità. Recuperato da: è.Wikipedia.org.
8. Wikipedia. Sistema cengesimale di unità. Recuperato da: è.Wikipedia.org.