Física - Profº Neivaldo Lúcio: Mecânica I - Unidade de Medida das Grandezas

Mecânica I - Unidade de Medida das Grandezas

Introdução

O Bureau Internacional de Pesos e Medidas, o B.I.P.M., foi criado pelo artigo 1 o da Convenção do Metro, no dia 20 de maio de 1875, com a responsabilidade de estabelecer os fundamentos de um sistema de medições, único e coerente, com abrangência mundial.

Este sistema evoluiu ao longo do tempo e inclui, atualmente, sete unidades de base. Em 1960, a 11ª C.G.P.M. decidiu que este sistema deveria ser chamado de Sistema Internacional de Unidades, SI (Système international d’unités, S.I.).

Em cada país pode ser adotado um sistema usual, por exemplo, O Brasil adotou para a medida de comprimento em grandes distancias a unidade quilometro (km); Nos Estados Unidos (EUA), foi adotado a unidade milhas;

Assim as sete grandezas de base, que correspondem às sete unidades de base, são:

a) Comprimento: metro (m) : O metro é o comprimento do trajeto percorrido pela luz no vácuo durante um intervalo de tempo de 1/299 792 458 do segundo. Assim, a velocidade da luz no vácuo, é exatamente igual a 299 792 458 m/s (para cálculos arredondamos para 300 000 000).

b) Massa: quilograma (kg): O quilograma é a unidade de massa, igual à massa do protótipo internacional do quilograma. Assim, a massa do protótipo internacional do quilograma é exatamente igual a 1 kg.

c) Tempo: segundo (s): O segundo é a duração de 9 192 631 770 períodos da radiação correspondente à transição entre os dois níveis hiperfinos do estado fundamental do átomo de césio 133.

d) Corrente elétrica: ampere(A): O ampere 1 é a intensidade de uma corrente elétrica constante que, mantida em dois condutores paralelos, retilíneos, de comprimento infinito, de seção circular desprezível, e situados à distância de 1 metro entre si, no vácuo, produziria entre estes condutores uma força igual a 2 × 10-7 newton por metro de comprimento. Assim, a constante magnética, μ0 , também conhecida como permeabilidade do vácuo, é exatamente igual a 4π × 10-7 H/m

e) Temperatura termodinâmica: kelvin (K): O kelvin, unidade de temperatura termodinâmica, é a fração 1/273,16 da temperatura termodinâmica no ponto tríplice da água. Assim, a temperatura do ponto tríplice da água é exatamente igual a 273,16 K.

f) Quantidade de substância: mol: 1. O mol é a quantidade de substância de um sistema contendo tantas entidades elementares quantos átomos existem em 0,012 quilograma de carbono 12.

mol 2. Quando se utiliza o mol, as entidades elementares devem ser especificadas, podendo ser átomos, moléculas, íons, elétrons, assim como outras partículas, ou agrupamentos especificados dessas partículas. Assim, a massa molar do carbono 12 (12 C), é exatamente igual a 12 g/mol

g) Intensidade luminosa:candela (cd): A candela é a intensidade luminosa, numa dada direção, de uma fonte que emite uma radiação monocromática de freqüência 540 × 1012 hertz e cuja intensidade energética nessa direção é 1/683 watt por esterradiano.

Existem outras unidades do Sistema Internacional de Medidas (S.I) para outras grandezas:

Pressão: Pascal (Pa) - Energia; joule (J) -

Força: Newton (N) - tensão elétrica: volt (V)

Velocidade: metros por segundo (m/s) - potência: watt (W)

As grandezas físicas podem se dividir em:

a) Grandeza escalar: são caracterizadas apenas quando conhecemos a medida e a sua unidade de medida, por exemplo, quando medimos a massa de nosso corpo expressamos por um número indicado na balança e a unidade em quilograma (kg); quando marcamos o intervalo de um dia, temos 24 h; São grandezas escalares: a temperatura, a pressão, o volume, a massa, o comprimento, a área, etc.

b) Grandeza vetorial: além de conhecer o valor da sua medida, precisamos identificar a unidade, a direção e o sentido. por exemplo, a velocidade, a força, o deslocamento, a aceleração, etc.

As grandezas derivadas são descritas como medidas utilizando unidades derivadas, que são definidas como produtos de potências de unidades de base, por exemplo:

Área(A)- metro quadrado m²
Volume(V)- metro cúbico m³
Velocidade(υ)- metro por segundo m/s

Aceleração:(a)- metro por segundo ao quadrado m/s²

Múltiplos e submúltiplos das unidades do SI

Um conjunto de prefixos foi adotado para uso com as unidades do S.I. para medir os valores de grandezas que são muito maiores ou muito menores do que a unidade S.I. temos, então: