Sistema Internacional de Unidades

O Sistema Internacional de Unidades (SI) é um padrão internacional de medição que tem a numeração decimal como suporte e é formado por um conjunto de sete grandezas ou unidades definidas como grandezas fundamentais ou de base. São elas a massa, comprimento, tempo, corrente elétrica, temperatura termodinâmica, quantidade de matéria e intensidade luminosa.

A partir dessas sete grandezas é possível derivar todas as demais grandezas conhecidas.

Esse sistema métrico foi estabelecido na França no ano de 1960 durante a 11^a Conferência Geral de Pesos e Medidas (CGPM), e é utilizado pela maioria dos países, com exceção dos Estados Unidos, Libéria e Mianmar.

Seu objetivo é, principalmente, uniformizar e facilitar as medições no comércio, nas relações internacionais e no universo das pesquisas científicas e tecnológica.

Grandeza e unidade

Uma grandeza é definida como aquilo que pode ser quantificado.

Já a unidade é a representação estabelecida para designar as medidas ou quantidades das grandezas.

Por exemplo, quilograma (kg) é a unidade atribuída à medição da grandeza massa no SI.

Grandezas fundamentais do SI

A partir da criação de um padrão com um pequeno grupo de grandezas, chamadas de grandezas de base ou fundamentais, foi possível organizar as várias grandezas físicas conhecidas.

Observe na tabela abaixo que as 7 unidades de base do SI são todas definidas em termos de constantes fundamentais.

Grandeza fundamental	Unidade fundamental	Símbolo	Definição
Comprimento	metro	m	Corresponde à distância percorrida, no vácuo, pela luz em 1 / 299.792.458 de segundo
Massa	quilograma	kg	Seu valor é derivado da constante de Planck, cujo valor é 6,62607015 x 10-34 J.s.
Tempo	segundo	s	Corresponde à duração de 9.192.631.770 períodos da radiação na transição entre dois níveis hiperfinos do átomo de 133Césio no estado fundamental.
Corrente elétrica	ampere	A	É estabelecida em termos de carga elementar, cujo valor é 1,602176634 . 10-19 C.
Temperatura termodinâmica	kelvin	K	É fixada em termos da constante de Boltzmann, cujo valor é 1,380649 . 10-23 J.K-1.
Quantidade de matéria	mol	mol	É expressa em termos da constante de Avogadro, cujo valor é 6,02214076 . 1023 mol-1.
Intensidade luminosa	candela	cd	É definida em termos da eficácia luminosa, cujo valor é 683 lm.W-1.

Grandezas derivadas

As grandezas derivadas são aquelas que podem ser expressas a partir de operações matemáticas que envolvem as grandezas fundamentais, e cujas unidades são expressas nas unidades de base com a utilização dos símbolos matemáticos de multiplicação, divisão e/ou potenciação.

Por exemplo, no Sistema Internacional a energia é uma grandeza medida pela unidade joule (J).

O joule é definido como a quantidade de energia que corresponde à aplicação de uma força de um newton sobre uma massa de um quilograma durante um deslocamento de um metro.

Ele pode ser escrito em termos de unidades fundamentais da seguinte forma:

1 J = 1 kg.m²/s²

Lê-se: Um joule equivale a um quilograma metro quadrado por segundo ao quadrado.

Exemplos de grandezas e unidades derivadas do SI

Na tabela abaixo listamos algumas das principais grandezas e unidades usadas na Física, porém não todas.

Grandeza derivada	Unidade derivada	Símbolo da unidade	Expressão nas unidades fundamentais do SI
Área	metro quadrado	m2	-
Volume	metro cúbico	m3	-
Velocidade	metro por segundo	m/s	-
Aceleração	metro por segundo ao quadrado	m/s2	-
Força	newton	N	kg.m / s2
Energia	joule	J	kg.m2 / s2
Pressão	pascal	Pa	kg / m.s2
Potência	watt	W	kg.m2 / s3
Número de onda	-	-	m-1
Massa específica	-	-	kg / m3
Densidade superficial	-	-	kg / m2
Volume específico	-	-	m3 / kg
Densidade de corrente	-	-	A / m2
Campo magnético e indutância magnética	tesla	T	kg / A.s2
Frequência	hertz	Hz	s-1
Diferença de potencial elétrico	volt	V	kg.m2 / A.s3
Capacitância	farad	F	A2.s4 / kg.m2
Resistência elétrica	ohm		kg.m2 / A2.s3
Condutância elétrica	siemens	S	A2.s3 / kg.m2
Indutância	henry	H	kg.m2 / A2.s2
Concentração molar	-	-	mol / m3
luminância	-	-	candela / m2

Observe que nem toda grandeza derivada possui um nome específico para a unidade derivada e que, quando isso acontece, a unidade é expressa diretamente pela relação entre as unidades de base - como pode ser visto, por exemplo, na linha da concentração molar.

Saiba mais sobre as Unidades de Medida.

Prefixos para unidades

Para expressar grandezas com valores muito grandes ou muito pequenos fazemos uso da notação científica, que utiliza o padrão x . 10ⁿ, onde x é um número tal que , e o expoente n indica o número de casas decimais antes ou depois da vírgula.

Exemplos:

2.430.000.000 watts = 2,43 . 10⁹ watts
0,0042 m = 4,2 . 10^-3 m

Os prefixos utilizados antes de uma unidade de medida estão relacionados com a notação científica, pois eles representam potências de 10 e são utilizados como um fator multiplicador para escrever múltiplos e submúltiplos das unidades.

Exemplos:

2,43 x 10⁹ watts = 2,43 gigawatt = 2,43 GW
4,2 . 10^-3 m = 4,2 milímetros = 4,2 mm

Tabela de prefixos

Múltiplos			Submúltiplos
Prefixo	Símbolo	Fator	Prefixo	Símbolo	Fator
deca	da	101	deci	d	10-1
hecto	h	102	centi	c	10-2
quilo	k	103	mili	m	10-3
mega	M	106	micro		10-6
giga	G	109	nano	n	10-9
tera	T	1012	pico	p	10-12
peta	P	1015	femto	f	10-15
exa	E	1018	atto	a	10-18
zetta	Z	1021	zepto	z	10-21
yotta	Y	1024	yocto	y	10-24

Conversão de unidades

Muitas vezes para facilitar os cálculos com os valores que estamos trabalhando necessitamos converter as unidades.

Um processo muito comum para fazer a conversão é chamado de conversão em cadeia.

Por exemplo, se um metro e cem centímetros correspondem ao mesmo comprimento, então dividindo um pelo outro teremos como resultado 1.

Essas duas razões acima podem ser utilizadas como fator de conversão, pois multiplicar a grandeza por um fator unitário não a altera. Isso é útil para cancelar unidades indesejáveis.

Por exemplo, se um problema apresentar os dados de comprimento em centímetros, por exemplo 1000 cm, e pedir o resultado em metros, a conversão pode ser feita de duas formas:

• Pela conversão direta de unidades:
• Regra de três:

Aprofunde os seus estudos:

• Conversão de unidades
• Polegada: o que é, como converter e tabela de conversão
• Medidas de massa
• Medidas de volume
• Medidas de tempo
• Medidas de capacidade
• Medidas de comprimento

Comece a praticar com:

• Exercícios sobre medidas de comprimento
• Exercícios sobre unidades de medida resolvidos