Sistema Internacional de Unidades

Física

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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.

Veja mais: Frequência e período – grandezas físicas escalares

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 moderna

Comprimento

metro

m

O metro é definido como o espaço percorrido pela luz (no vácuo) em uma fração de 1/299.792.458 s.

Tempo

segundo

s

O segundo equivale a 9.192.631.770 transições hiperfinas de energia de um átomo de Césio.

 

Massa

quilograma

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 termodinâmica

kelvin

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 matéria

mol

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

cd

A intensidade luminosa é baseada em uma frequência monocromática de luz igual a 540.1012 Hz.

Além dessas unidades básicas, existem outras 22 unidades derivadas, como o newton (N = kg.m/s²), o joule (kg.m²/s2) e o coulomb (A.s). Para cada unidade do SI, básica ou derivada, pode-se aplicar prefixos de unidade. Ao todo, existem 20 prefixos de unidade, mostrados nesta tabela:

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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

Acesse também: Termodinâmica – primeira e segunda leis

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

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:

L – distância ou comprimento

T – tempo ou duração

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).

Kelvin, candela, quilograma, mol, segundo, ampére e metro — unidades básicas do SI.
Kelvin, candela, quilograma, mol, segundo, ampére e metro — unidades básicas do SI.

Exercícios sobre o SI

Questão 1) Assinale a alternativa que apresenta somente unidades de medida escritas de acordo com o SI:

a) m, cm, l

b) kg, m, m/s

c) s, m², cal

d) pol, cm, K

e) ºC, kg, N

Gabarito: Letra b

Resolução:

Das unidades mostradas nas alternativas, diversas não são derivadas das unidades fundamentais do SI, como l (litro), cal (caloria), pol (polegada) e ºC (graus celsius), portanto, a alternativa correta é a letra b.

Questão 2) A dimensionalidade da grandeza força, que pode ser calculada pelo produto entre massa e aceleração, é corretamente 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

Gabarito: Letra c

Resolução:

A grandeza força relaciona a massa (M) com a aceleração, que tem dimensão de espaço por tempo ao quadrado (L/T²), com isso, a alternativa correta é a letra c.

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.

 

Por Rafael Helerbrock
Professor de Física

Gostaria de fazer a referência deste texto em um trabalho escolar ou acadêmico? Veja:

HELERBROCK, Rafael. "Sistema Internacional de Unidades"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/sistema-internacional-unidades-si.htm. Acesso em 14 de agosto de 2020.

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Lista de Exercícios
Questão 1

Marque a alternativa em que são citadas apenas grandezas derivadas.

a) Peso, força, aceleração e distância;

b) Força, velocidade, aceleração centrípeta e tempo;

c) Coeficiente de atrito, distância e força;

d) Força, velocidade, aceleração e trabalho;

e) Energia, massa, peso e tempo.

Questão 2

A respeito do Sistema Internacional de Unidades, marque a alternativa correta.

a) As grandezas de base são o comprimento, a massa, a temperatura, o tempo, a corrente elétrica, o campo magnético, a quantidade de substância e a intensidade luminosa.

b) As unidades de medida das grandezas de base não podem ser associadas a prefixos multiplicativos porque seriam descaracterizadas.

c) A unidade de resistência elétrica é o ohm, que possui como símbolo a letra grega Ω e depende das unidades fundamentais de comprimento, massa, tempo e corrente elétrica.

d) A unidade de resistência elétrica é o ohm, que possui como símbolo a letra grega Ω e depende das unidades fundamentais de comprimento, tempo e corrente elétrica.

e) A unidade de comprimento, o metro, é definida com parâmetros relacionados com a velocidade do som no ar.

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