Edição das 23h08min de 19 de outubro de 2014

Unidades de Medida

Introdução

Para descobrir as leis que governam os fenômenos naturais, os cientistas devem realizar medidas das grandezas envolvidas nestes fenômenos. A Física, em particular, costuma ser denominada "a ciência da medida". Lord Kelvin, grande físico inglês do século XIX, salientou a importância da realização de medidas no estudo das ciências por meio das seguintes palavras

  "Sempre afirmo que se você puder medir aquilo de que estiver falando e conseguir expressá-lo em números, você conhece alguma
   coisa sobre o assunto; mas quando você não pode expressá-lo em números, seu conhecimento é pobre e insatisfatório ..."

Unidades fundamentais do SI

Unidade de Comprimento ou Distância

O metro (m) é definido atualmente como a distância percurrida pela luz em 1/299 792 458 segundos. Na definição anterior o metro era igual a 1 650 763,73 comprimentos de onda da linha de emissão vermelho-laranja do criptônio-86.

Unidade de Massa

O quilograma (kg) é definido como sendo a massa do Protótipo Internacional do Quilograma. Um submúltiplo bastante usado do quilograma é o grama (g), sendo 1g = 10^-3kg

Unidade de Tempo

O segundo (s) é definido atualmente como 9 192 631 770 períodos da radiação correspondente à transição entre dois níveis hiperfinos do estado fundamental do átomo de césio-133.

Unidade de Temperatura

O Kelvin (K), unidade fundamental do SI, é definido como sendo 1/273,16 da temperatura do ponto triplo da água à pressão de 1 atmosfera. Outra unidade comumente usada na prática é o °C, em que 0°C se refere ao ponto de fusão da água e 100°C se refere ao ponto de ebulição da água, ambos à pressão atmosférica.

Quantidade de matéria

O mol é definido como a quantidade de átomos contidos em 0,012 quilogramas de carbono-12.

Unidade de Corrente elétrica

O Ampère (A) é definido como a corrente necessária para produzir uma força de 2.10^-7 N entre dois condutores retilíneos e paralelos separados pela distância de 1 metro.

Unidade de Intensidade Luminosa

A candela (cd) é a unidade fundamental de intensidade luminosa, e é definida como: "intensidade luminosa, numa dada direção, de uma fonte de radiação monocromática de frequência 540x10¹² Hz e 1/683 W por esferorradiano de intensidade radiante nessa direção. Uma vela comum tem intensidade luminosa de apoximadamente 1cd.

Algumas unidades derivadas do SI

Aceleração

m/s²

Ângulo

Radiano (rad). O radiano é definido como o comprimento do arco compreendido pelo ângulo central dividido pelo raio da circunferência. O ângulo também é comumente medido em graus (°), sendo que o ângulo central de um arco que compreenda toda a circunferência é 360°.

Área

m²

Calor

Joule (J). Ver definição na seção Energia. Também é muito utilizada a caloria (cal), que não é uma unidade do SI. A caloria é definida como a quantidade de calor necessária para elevar 1 g de água de 14,5°C para 15,5°C.

Calor específico

J/(kg.K). Na prática é mais usado cal/(g.°C), que não é do SI.

Campo elétrico

N/C ou V/m

Campo magnético

Tesla (T)

1T = 1(N.s)/(C.m)

Capacidade térmica

J/K. Na prática é mais usado cal/°C, que não é do SI

Capacitância

Farad (F)

1F = 1C/V

Carga elétrica

Coulomb (C) 1C = 1A.s

Coeficiente de atrito

Adimensional

Coeficiente de dilatação

Linear, superficial e volumétrico: K^-1. Na prática utiliza-se mais o °C^-1.

Comprimento de onda

Metro (m)

Condutividade térmica

W/(m·K) ou J/(s.m.K). Na prática é mais usual cal/(s.m.°C), que não é do SI

Constante dielétrica

Adimensional

Constante elástica

N/m

Densidade

kg/m³

Densidade linear

kg/m

Distância focal

Metro (m)

Eficiência do refrigerador

Adimensional

Emissividade

Adimensional

Entropia

J/K

Energia

Joule (J)

1J = 1N.m

Fluxo magnético

Weber (Wb).

1Wb = 1T.m²

Fluxo de calor

J/s. Na prática é mais usual cal/s, que não é do SI.

Força

Newton (N)

1N = 1kg.(m/s²)

Força contra-eletromotriz

Volt (V). Ver definicão em Potencial elétrico

Força eletromotriz

Volt (V). Ver definição em potencial elétrico

Freqüência

Hertz (Hz)

1 Hz = 1s^-1

Impulso

N.s

Índice de refração

Adimensional

Intensidade sonora

W/m²

Nível de intensidade sonora

Bell (B)

β = log (I/I₀), sendo β o nível de intensidade sonora dado em Bells, I, a intensidade sonora em W/m² e I₀= 10^-12W/m²

Potência

Watt (W)

1W = 1J/s

Potencial elétrico

Volt (V)

1V = 1J/C

Pressão

Pascal (Pa)

1Pa = 1N/m²

A pressão também pode ser medida em atmosferas (atm) ou milímetros de mercúrio (mmHg), sendo que 1 atm = 760 mmHg = 1,01.10⁵Pa

Quantidade de movimento

kg.(m/s)

Radiância

W/m²

Rendimento

Adimensional

Resistência elétrica

Ohm (Ω)

1Ω = 1V/A

Resistividade

Ω.m

Torque

N.m

Trabalho

Joule (J)

Ver definição na seção energia

Velocidade

m/s

Velocidade angular

rad/s

Volume

m³

O volume também é comumente medido em litros (l), tal que 1l = 10^-3m³