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Edição das 19h38min de 20 de outubro de 2014

Unidades de Medida

Introdução

^[1] 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 ..."

Como sabemos, para efetuar medidas é necessário escolher unidade para cada grandeza. O estabelecimento de unidades , reconhecidas internacionalmente, é também imprescindível no comércio e no intecâmbio entre os países.

Sistema Internacional de Unidades sigla SI^[2], do francês Système international d'unités é a forma moderna do sistema métrico e é geralmente um sistema de unidades de medida concebido em torno de sete unidades básicas (comprimento, massa, tempo, temperatura, quantidade de matéria, corrente elétrica, intensidade luminosa) e da conveniência do número dez. É o sistema mais usado do mundo de medição, tanto no comércio todos os dias e na ciência. O SI um conjunto sistematizado e padronizado de definições para unidades de medida, utilizado em quase todo o mundo moderno, que visa a uniformizar e facilitar as medições e as relações internacionais daí decorrentes.

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 entre os níveis 2p¹⁰ e 5d⁵ 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 de uma fonte de radiação monocromática de frequência 540x10¹² Hz e intensidade radiante de 1/683 W por esferorradiano numa dada direção." Uma vela comum tem intensidade luminosa de aproximadamente 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

Referências

1. ↑ Maximo e Alvarenga, Curso de Física - Vol. 1, 1a Edição, Editora Scipione, 2012, p. 24.
2. ↑ http://pt.wikipedia.org/wiki/Sistema_Internacional_de_Unidades