1. Sistema Internacional de Unidades

Sistema Internacional de Unidades

• O Sistema Internacional de Unidades, abreviado pela sigla SI, é um conjunto de unidades de medidas correspondentes às grandezas físicas fundamentais e suas derivações.

• O SI representou uma evolução do sistema métrico quando estabelecido em 1960, durante a Conferência Geral de Pesos e Medidas (CGPM), na França.

Sistema Internacional de Unidades

• Desenvolvido em 1960;

• É utilizado em quase todo planeta;

• Visa uniformizar e facilitar as medições e as relações internacionais daí decorrentes;

• De 203 nações, somente 3 não adotaram o SI;

• Sua necessidade...

Introdução ao Sistema Internacional de Unidades

• O Sistema Internacional de Unidades é completamente escrito sobre sete unidades de medida básicas, baseadas nas grandezas físicas fundamentais: comprimento, tempo, massa, corrente elétrica, temperatura termodinâmica, quantidade de matéria, e intensidade luminosa.

• As unidades do SI referidas a tais grandezas e seus símbolos são, respectivamente: metro (m), segundo (s), quilograma (kg), ampére (A), kelvin (K), mol (mol) e candela (cd). Na tabela você confere todas as unidades básicas do SI, bem como seus símbolos e definições:

Grandeza Unidade Símbolo Definição

Comprimento metro mO metro é definido como o espaço percorrido pela luz (no vácuo) em

uma fração de 1/299.792.458 s.

Tempo segundo sO segundo equivale a 9.192.631.770 transições hiperfinas de energia

de um átomo de Césio.

Massaquilograma kg

Atualmente o quilograma passou a ser baseado na constante de

Planck, igual a 6,62607015.10-34 J.s.

Corrente Elétrica ampére A

O ampére é igual à passagem de 1,602176634.1019 cargas elementares

por segundo, corresponde à corrente que produz uma força de 2.10-7 N

entre dois fios condutores paralelos, espaçados em 1 m.

Temperatura

termodinâmicakelvin K

Recentemente, a temperatura termodinâmica passou a ser medida em

termos da constante de Boltzmann, de módulo igual a 1,380649.1023

J.s. Antigamente, era relacionada com o ponto triplo da água.

Quantidade de

matériamol mol

O mol é definido em termos do número de Avogadro, que define como

6,02214076.1023 o número de partículas contidas em um mol.

Intensidade luminosa candela cdA intensidade luminosa é baseada em uma frequência monocromática

de luz igual a 540.1012 Hz.

Prefixo Símbolo Potência de base 10

Yotta Y 1024

Zeta Z 1021

Exa E 1016

Peta P 1015

Tera T 1012

Giga G 109

Mega M 106

Quilo k 103

Hecto h 102

Deca da 101

Deci d 10-1

Centi c 10-2

Mili m 10-3

Micro μ 10-6

Nano n 10-9

Pico p 10-12

Femto f 10-15

Atto a 10-18

Zepto z 10-21

Yocto y 10-24

Grandezas e unidades

• Uma grandeza é tudo aquilo que pode ser medido e possibilita que tenhamos características baseadas em informações numéricas e/ou geométricas.

• O valor de uma grandeza é geralmente expresso sob a forma do produto de um número por uma unidade A unidade é apenas um exemplo específico da grandeza em questão, usada como referência.

Exemplo

A velocidade v de uma partícula pode ser expressa da seguinte forma

v = 25 m/s = 90 km/h

Onde, o metro por segundo e o quilometro por hora são unidades alternativas para expressar o mesmo valor da grandeza velocidade.

Grandezas derivadas do SI

• São aquelas expressas como o produto entre as sete grandezas fundamentais do SI, elevadas a diferentes potências.

• Vamos analisar o caso de uma dessas grandezas, a aceleração, cuja fórmula e dimensionalidade são estas:

A aceleração é uma grandeza derivada cuja dimensão é de L¹T-2.

Dimensionalidade

• Após essa análise dimensional, é possível determinar a unidade correta para velocidade em qualquer sistema utilizado, alguns exemplos possíveis são o m/s (metro por segundo), o km/h (quilômetros por hora) e a mi/h (milha por hora).

L – distância ou comprimento

T – tempo ou duração

• Às vezes, algumas grandezas têm suas unidades expressas em termos de sua dimensionalidade, por exemplo, a grandeza velocidade, que relaciona o deslocamento e o intervalo de tempo, pode ser expressa em qualquer sistema de unidades de acordo com a equação dimensional a seguir:

GRANDEZAS DE BASE E DIMENSÕES UTILIZADAS NO SI

Grandeza de base Símbolo de grandeza Símbolo de dimensão

comprimento l, x, r, etc L

massa m M

Tempo, duração t T

Corrente elétrica I,i I

Temperatura termodinâmica T Ɵ

Quantidade de substância n N

Intensidade luminosa (candela) Iv J

Todas as outras grandezas são grandezas derivadas que podem ser expressas em

função das grandezas de base por meio de equações da física.

Dimensões

• Extensão mensurável, pode ser uma grandeza qualquer ou mesmo uma variável de processo

• Cada grandezas de base do SI tem sua própria dimensão , que é simbolicamente representada por uma única letra maiúscula.

• Por exemplo:

Nome Dimensão

área L2

velocidade LT-1

força LMT-2

Exemplo:

• A grandeza derivada velocidade (“v”) pode ser expressa em função das grandezas distância percorrida “x”, e a duração de percurso “t” por meio da equação.

v = dx/dt

Então, se estabelece a equação de dimensão da grandeza.v= [v] = L1M0T-1Ө0N0I0J0

v= [v] = L1T-1

v= [v] = m1s-1

Unidades

• São valores específicos, definidos por convenção para expressar as dimensões, tais como:

➢metro [m] para comprimento;

➢quilometro por hora [km/h] para velocidade; ou

➢centímetro cúbico [cm3]para volume.

• Dividem se em• Unidades de base

• Unidades derivadas

Questão 1) Assinale a alternativa que apresenta somenteunidades de medida escritas de acordo com o SI:a) m, cm, lb) kg, m, m/sc) s, m², cald) pol, cm, Ke) ºC, kg, N

Questão 2) A dimensionalidade da grandeza força, que podeser calculada pelo produto entre massa e aceleração, écorretamente expressa como:a) [M]-¹.[L]¹.[T]-2

b) [M]¹.[L]².[T]-2

c) [M]¹.[L]¹.[T]-2

d) [L]¹.[T]-2

e) [L]¹.[T]-1

Questão 3) Em relação ao SI, assinale a alternativa correta:a) O g é uma das unidades básicas do SI.b) O C é a grandeza fundamental de carga elétrica.c) O segundo é a unidade básica de tempo.d) O centímetro é a unidade básica de distância.e) O celsius é a unidade básica de temperatura.

Q u

e s

t õ

e s