Sistema Internacional de Unidades (SI)

Explicamos o que é o Sistema Internacional de Unidades, como foi criado e para que serve. Além disso, suas unidades básicas e derivadas.

O que é o Sistema Internacional de Unidades?

É conhecido como Sistema Internacional de Unidades (abreviado SI) quando sistema de unidades de medida usado praticamente em todo o mundo. É utilizado na construção dos mais numerosos instrumentos de medição para consumo especializado e diário.

Um sistema de unidades é um padrão científico que permite relacionar coisas com base em um conjunto de unidades imaginárias. Ou seja, é um sistema de registo da realidade: pesagem, medição, cronometragem, etc., baseado num conjunto de unidades sempre iguais a si mesmas e que podem ser aplicadas em qualquer parte do mundo com igual valor.

O sistema internacional de unidades É o mais aceito de todos os sistemas de medição (embora não seja o único, pois em alguns países ainda se utiliza o sistema anglo-saxão) e o único que hoje tende a uma certa universalização.

De tempos em tempos, o SI é revisado e refinado, para garantir que seja o melhor sistema de unidades disponível, ou para adaptá-lo às descobertas científicas recentes. De facto, em 2018 foi votada em Versalhes, França, a redefinição de quatro das suas unidades básicas, para as ajustar a parâmetros fundamentais de natureza constante.

Veja também: Medições de peso

História do Sistema Internacional de Unidades

Ele sim Foi criado em 1960, durante a 11ª Conferência Geral de Pesos e Medidas, fundada em 1875 para tomar decisões sobre o que era então o sistema métrico francês. Este é o órgão atualmente responsável pela revisão do Sistema Internacional de Medidas e está sediado no Bureau Internacional de Pesos e Medidas em Paris.

Na sua criação, o SI incluía apenas seis unidades básicas, às quais foram posteriormente acrescentadas outras unidades.como ele mol em 1971. Seus termos foram harmonizados entre 2006 e 2009 com a colaboração das organizações ISO (International Organization for Standardization) e IEC (International Electrotechnical Commission), originando a norma ISO/IEC 80000.

Para que serve o SI?

O SI, dito de forma muito simples, é o sistema que nos permite medir. Ou melhor, aquele garante que nossas medições, feitas aqui ou em qualquer outra região do mundo, sejam sempre equivalentes e eles significam a mesma coisa.

Quer dizer: como saber se um metro de distância é, na verdade, um metro? Como você sabe que um metro aqui é exatamente igual a um metro na China, na Groenlândia ou na África do Sul? Bem, é exatamente disso que este sistema cuida.

Por isso, estabelece as diretrizes necessárias para que, por assim dizer, um quilograma seja sempre um quilograma, independentemente do local ou mesmo do tipo de instrumento utilizado para medi-lo.

Unidades Básicas SI

O SI compreende um conjunto de sete unidades básicas, cada uma ligada a uma das principais grandezas físicas, e que são:

• Metrô (m). A unidade básica de comprimento, cientificamente definida como o caminho percorrido pela luz no vácuo em um intervalo de tempo de 1/299.792.458 segundos.
• Quilograma (kg). A unidade básica de massa, definida cientificamente a partir de um protótipo de quilograma composto por uma liga 90% platina e 10% irídio, de formato cilíndrico, 39 milímetros de altura, 39 milímetros de diâmetro e densidade aproximada de 21.500 kg/kg m.³. Porém, em versões mais recentes propõe-se redefinir o quilograma com base em um valor relacionado à constante de Planck (h).
• Segundo (s). A unidade básica de tempo, cientificamente definida como a duração de 9.192.631.770 períodos de radiação correspondentes à transição entre os dois níveis hiperfinos do estado fundamental de um átomo de césio-133.
• Ampére (A). A unidade básica da corrente elétrica, que homenageia o físico francês André-Marie Ampère (1775-1836), e definida cientificamente como a intensidade de uma corrente constante que, mantida em dois condutores retilíneos paralelos de comprimento infinito, seção circular desprezível e localizados a um metro de distância no vácuo, produzem uma força entre eles igual a 2 x 10^-7 Newton por metro de comprimento. Recentemente foi proposto variar sua definição levando em consideração algum valor da carga elétrica fundamental (e).
• Kelvin (K). Unidade básica de temperatura e termodinâmica, que presta homenagem ao seu criador, o físico britânico William Thomson (1824-1907), também conhecido como Lord Kelvin. É definida como a fração 1/273,16 da temperatura que a água apresenta em seu ponto triplo (ou seja, onde seus três estados coexistem em harmonia: sólido, líquido e gasoso). Recentemente foi proposto redefinir Kelvin levando em consideração um valor da constante de Boltzmann (k).
• Mol (mol). A unidade básica para medir a quantidade de uma substância dentro de uma mistura ou solução, cientificamente definida como a quantidade de substância em um sistema que contém tantas unidades elementares quantos átomos existem em 0,012 kg de carbono-12. Assim, quando esta unidade for utilizada, deve-se especificar se estamos falando de átomos, moléculas, íons, elétrons, etc. Recentemente foi proposto redefinir esta unidade usando algum valor da constante de Avogadro (N_A).
• Candela (CD). Esta é a unidade básica de intensidade luminosa, cientificamente definida como aquela possuída, numa determinada direção, por uma fonte que emite radiação monocromática de 540 x 10¹² hertz de frequência, e cuja intensidade energética nessa direção é de 1/683 watts por esterradiano.

Unidades derivadas do SI

Como o nome implica, As unidades derivadas do SI são derivadas das unidades básicas, por meio de combinações e relacionamentos entre eles, para poder expressar matematicamente as grandezas físicas.

Não devemos confundir estas unidades com os múltiplos e submúltiplos das unidades básicas, como quilômetros ou nanômetros (múltiplos e submúltiplos do metro, respectivamente).

Existem muitas unidades derivadas, mas podemos citar as principais abaixo:

• Metro cúbico (m³). Unidade derivada construída para medir o volume de uma substância.
• Kilogramo por metro cúbico (kg/m³). Unidade derivada construída para medir a densidade de um corpo.
• Newton (N). Prestando homenagem ao pai da física moderna, o britânico Isaac Newton (1643-1727), é a unidade derivada construída para medir força e expressa em quilogramas por metro por segundo ao quadrado (kg.m/s²), da própria equação de Newton para calcular a força.
• Joules/Joule (J). Seu nome vem do físico inglês James Prescott Joule (1818-1889) e é a unidade derivada do SI usada para medir energia, trabalho ou calor. Pode ser definido como a quantidade de trabalho necessária para mover uma carga de um coulomb através de uma voltagem de um volt (volt por coulomb, VC), ou como a quantidade de trabalho necessária para produzir um watt de potência por um segundo (watt por segundo, Ws).

Existem muitas outras unidades derivadas, a maioria com nomes especiais que homenageiam seus criadores ou importantes estudiosos do fenômeno que a unidade serve para descrever.

Vantagens e limitações do SI

Tradicionalmente Os pontos fracos do SI eram suas unidades de massa (kg) e força (N), que foram construídos arbitrariamente. Mas diante de atualizações e ajustes modernos como os detalhados acima, isso não representa mais um grande problema.

Pelo contrário, A maior virtude do SI é que suas unidades básicas são definidas com base em fenômenos naturais constantes, que pode ser replicado se necessário. Desta forma seria possível calibrar qualquer tipo de instrumento, partindo da unidade fundamental cientificamente reproduzível.

Em conclusão, é um sistema coerente, regulamentado internacionalmente e constantemente recalibrado para garantir a sua eficácia.

Referências

• “Sistema Internacional de Unidades” na Wikipedia.
• “Sistema Internacional de Unidades” en Portal Educativo.
• “O Sistema Internacional de Unidades” em Recursos TIC.
• “Sistema Internacional de Unidades” em instrumentos Mti.
• “Sistema Internacional de Unidades” na Enciclopédia Britânica.