Sistema Internacional de Unidades

Carolina Batista

O Sistema Internacional de Unidades (SI) é um padrão internacional de medição formado por uma base de unidades para sete grandezas da Física: massa, comprimento, tempo, corrente elétrica, temperatura termodinâmica, quantidade de substância e intensidade luminosa.

Esse padrão de sistema métrico foi criado na França no ano de 1960 durante a Conferência Geral de Pesos e Medidas (CGPM).

Uma grandeza é definida como aquilo que pode ser quantificado. A unidade é a representação estabelecida para designar as medidas das grandezas. Por exemplo, quilograma (kg) é a unidade atribuída à medição da grandeza massa no SI.

Unidades do Sistema Internacional

A partir da criação de um padrão com um pequeno grupo de grandezas, chamadas de grandezas fundamentais, foi possível organizar as várias grandezas físicas conhecidas. Essa base é importante principalmente para o desenvolvimento científico e tecnológico.

As 7 unidades de base do SI são todas definidas em termos de constantes fundamentais. São elas:

  • Metro (m): é a unidade da grandeza comprimento e corresponde à distância percorrida, no vácuo, pela luz em 1/299 792 458 de segundo.
  • Quilograma (kg): é a unidade da grandeza massa e seu valor é derivado da constante de Planck, cujo valor é 6,62607015 x 10-34 J.s.
  • Segundo (s): é a unidade da grandeza tempo e corresponde à duração de 9 192 631 770 períodos da radiação na transição entre dois níveis hiperfinos do átomo de césio-133 no estado fundamental.
  • Ampere (A): é a unidade da grandeza corrente elétrica estabelecida em termos de carga elementar, cujo valor é 1,602176634 x 10-19 C.
  • Kelvin (K): é a unidade da grandeza temperatura termodinâmica fixada em termos da constante de Boltzmann, cujo valor é 1,380649 x 10-23 J.K-1.
  • Mol (mol): é a unidade da grandeza quantidade de matéria expressa em termos da constante de Avogadro, cujo valor é 6,02214076 x 1023 mol-1.
  • Candela (cd): é a unidade da grandeza intensidade luminosa definida em termos da eficácia luminosa, cujo valor é 683 lm.W-1.

Tabela de grandezas fundamentais do SI

Grandeza fundamental Unidade base Símbolo da unidade
Massa quilograma kg
Tempo segundo s
Comprimento metro m
Corrente elétrica ampere A
Intensidade luminosa candela cd
Quantidade de substância mol mol
Temperatura termodinâmica kelvin K

Grandezas derivadas

As grandezas derivadas são aquelas que podem ser expressas utilizando as unidades de base e símbolos das operações de multiplicação e divisão.

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

Grandeza derivada Unidade derivada Símbolo da unidade Expressão em unidades de base 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 . s-2
Pressão pascal Pa kg . m-1. s-2
Energia joule J kg . m2. s-2
Potência watt W kg . m2. s-3

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 1 espaço menor que ou igual a inclinado reto x menor que 10 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 reto mu 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.

numerador 1 espaço reto m sobre denominador 100 espaço cm fim da fração igual a 1 espaço espaço espaço espaço espaço espaço reto e espaço espaço espaço espaço espaço numerador 100 espaço cm sobre denominador 1 espaço reto m fim da fração igual a 1 espaço espaço espaço

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, mas pedir o resultado em metros, você pode fazer assim:

Exemplo: 1000 espaço cm igual a 1000 espaço cm espaço. espaço 1 igual a 1000 espaço diagonal para cima risco cm espaço. espaço numerador 1 espaço reto m sobre denominador 100 espaço diagonal para cima risco cm fim da fração igual a numerador 10 horizontal risco 00 espaço. espaço 1 sobre denominador 1 horizontal risco 00 fim da fração espaço reto m espaço igual a espaço 10 espaço reto m

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Carolina Batista
Técnica em Química pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Pernambuco (2011) e Bacharelada em Química Tecnológica e Industrial pela Universidade Federal de Alagoas (2018).