Sistema Internacional de Unidades
Física
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:
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Grandeza
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Unidade |
Símbolo |
Definição moderna |
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Comprimento |
metro |
m |
O metro é definido como o espaço percorrido pela luz (no vácuo) em uma fração de 1/299.792.458 s. |
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Tempo |
segundo |
s |
O segundo equivale a 9.192.631.770 transições hiperfinas de energia de um átomo de Césio. |
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quilograma |
kg |
Atualmente o quilograma passou a ser baseado na constante de Planck, igual a 6,62607015.10-34 J.s. |
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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. |
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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. |
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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. |
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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:
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).
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 17 de outubro de 2021.
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.
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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