I numeri che si usano in fisica e in chimica derivano spesso da un esperimento di misura. In questi casi si fa frequentemente uso di quantità dimensionate, cioè di numeri che moltiplicano un’unità di misura:

Lo stesso numero, moltiplicato per unità di misura diverse, ha un significato fisico diverso. L’unità di misura scelta ci consente di confrontare i risultati di altre misure con le nostre.

Le grandezze che si possono misurare si chiamano grandezze fisiche.

La comunità scientifica internazionale ha identificato sette grandezze indipendenti, le grandezze fondamentali, dalle quali possono essere ricavate tutte le altre (grandezze derivate). Il sistema metrico fondato sulle sette grandezze fondamentali è chiamato Sistema Internazionale di Unità (abbreviato in SI).

A ciascuna grandezza fondamentale è stata assegnata una propria unità di misura (tabella 1).

Dalla combinazione algebrica (moltiplicazioni e divisioni) delle sette unità fondamentali si possono ottenere le unità di misura delle grandezze derivate (tabella 2). L’unità di misura della velocità, per esempio, è metri al secondo (m/s), mentre quella del volume è metro cubo (m³).

Spesso, in fisica e in chimica si usano multipli e sottomultipli dell’unità di misura. A ogni multiplo o sottomultiplo corrispondono un prefisso, che deve precedere, senza spazi, il nome dell’unità di misura, e un simbolo, da anteporre al simbolo dell’unità di misura (tabella 3).

Nel prossimo paragrafo passeremo in rassegna le principali grandezze, sia fondamentali (come la lunghezza) sia derivate (come la densità e il volume). Spesso, come vedremo meglio nel prossimo capitolo, il valore di una grandezza viene espresso ricorrendo alla notazione scientifica esponenziale. Il numero viene espresso come prodotto di due fattori: il primo è compreso tra 1 e 10 (1 ≤ x < 10), il secondo è una potenza di 10. Per esempio, il diametro della Terra misura circa 12 000 000 m, ovvero 1,2 ⋅ 10⁷ m. I numeri compresi tra 0 e 1 si possono scrivere usando esponenti negativi: la misura del raggio dell’atomo di idrogeno è 0,00000000005 m e si può scrivere nella forma 5 ⋅ 10^-11 m.