Sistema Internacional de Unidades
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Sistema Internacional de Unidades (sigla SI, do francês Système international d'unités)[3] é a forma moderna do sistema métrico e é geralmente um sistema de unidades de medida concebido em torno de sete unidades básicas e da conveniência do número dez. É o sistema de medição mais usado do mundo, tanto no comércio todos os dias e na ciência.[4][5] O SI um conjunto sistematizado e padronizado de definições para unidades de medida, utilizado em quase todo o mundo moderno, que visa a uniformizar e facilitar as medições e as relações internacionais daí decorrentes.[6]
O antigo sistema métrico incluía vários grupos de unidades. O SI foi desenvolvido em 1960 do antigo sistema metro-quilograma-segundo, ao invés do sistema centímetro-grama-segundo, que, por sua vez, teve algumas variações. Visto que o SI não é estático, as unidades são criadas e as definições são modificadas por meio de acordos internacionais entre as muitas nações conforme a tecnologia de medição avança e a precisão das medições aumenta.
O sistema tem sido quase universalmente adotado. As três principais exceções são a Myanmar, a Libéria e os Estados Unidos. O Reino Unido adotou oficialmente o Sistema Internacional de Unidades, mas não com a intenção de substituir totalmente as medidas habituais.
História
Para efetuar medidas é necessário fazer uma padronização, escolhendo unidades para cada grandeza. Antes da instituição do Sistema Métrico Decimal, as unidades de medida eram definidas de maneira arbitrária, variando de um país para outro, dificultando as transações comerciais e o intercâmbio científico entre eles. As unidades de comprimento, por exemplo, eram quase sempre derivadas das partes do corpo do rei de cada país: a jarda, o pé, a polegada e outras. Até hoje, estas unidades são usadas nos Estados Unidos, embora definidas de uma maneira menos individual, mas através de padrões restritos às dimensões do meio em que vivem e não mais as variáveis desses indivíduos.
Em 1585, o matemático flamengo Simon Stevin publicou um pequeno panfleto chamado La Thiende, no qual ele apresentou uma conta elementar e completa de frações decimais e sua utilização diária. Embora ele não tenha inventado as frações decimais e sua notação, ele estabeleceu seu uso na matemática do dia-a-dia. Ele declarou que a introdução universal da cunhagem decimal, medidas e pesos seria apenas uma questão de tempo. No mesmo ano, ele escreveu La Disme sobre o mesmo assunto[7].
Há registros de que a primeira ideia de um sistema métrico seja de John Wilkins, primeiro secretário da Royal Society de Londres em 1668, porém a ideia não vingou e a Inglaterra continuou com os diferentes sistemas de pesos e medidas[8][9][10].
Foi na França onde a ideia de um sistema unificado saiu do papel. A proliferação dos diferentes sistemas de medidas foi uma das causas mais frequentes de litígios entre comerciantes, cidadãos e cobradores de impostos. Com o país unificado com uma moeda única e um mercado nacional havia um forte incentivo econômico para romper com essa situação e padronizar um sistema de medidas. O problema inconsistente não era as diferentes unidades, mas os diferentes tamanhos das unidades. Ao invés de simplesmente padronizar o tamanho das unidades existentes, os líderes da Assembleia Nacional Constituinte Francesa decidiram que um sistema completamente novo deveria ser adotado.
O Governo Francês fez um pedido à Academia Francesa de Ciências para que criasse um sistema de medidas baseadas em uma constante não arbitrária. Após esse pedido, um grupo de investigadores franceses, composto de físicos, astrônomos e agrimensores, deu início a esta tarefa, definindo assim que a unidade de comprimento metro deveria corresponder a uma determinada fração da circunferência da Terra e correspondente também a um intervalo de graus do meridiano terrestre. Em 22 de junho de 1799 foi depositado, nos Arquivos da República em Paris, dois protótipos de platina iridiada, que representam o metro e o quilograma, ainda hoje conservados no Escritório Internacional de Pesos e Medidas (Bureau international des poids et mesures) na França[11].
Em 20 de maio de 1875[11] um tratado internacional conhecido como Convention du Mètre (Convenção do Metro), foi assinado por 17 Estados. Este tratado estabeleceu as seguintes organizações para conduzir as atividades internacionais em matéria de um sistema uniforme de medidas:
- Conférence Générale des Poids et mesures (CGPM), uma conferência intergovernamental de delegados oficiais dos países membros e da autoridade suprema para todas as ações;
- Comité international des poids et mesures (CIPM), composta por cientistas e metrologistas, que prepara e executa as decisões da CGPM e é responsável pela supervisão do Bureau Internacional de Pesos e Medidas;
- Bureau International des Poids et mesures (BIPM), um laboratório permanente e centro mundial da metrologia científica, as atividades que incluem o estabelecimento de normas de base e as escalas das quantidades de capital físico e manutenção dos padrões protótipo internacional.
Em 1889, a 1ª CGPM definiu os protótipos internacionais de metro e quilograma[11] e as próximas conferências definiram as demais unidades que hoje são as bases do SI. A partir da criação destas organizações todo e qualquer assunto relacionado a medição são de sua responsabilidade. Mais tarde, a CGPM estabeleceu que o sistema métrico internacional seria designado Sistema Internacional, com abreviatura SI em todos os idiomas[11]. O SI foi adotado globalmente por praticamente todos os países. As três exceções são Myanmar, Libéria e os Estados Unidos. O Reino Unido adotou oficialmente o SI, mas sem a intenção de substituir inteiramente seu próprio sistema usual de medidas.
Com o passar do tempo outras unidades foram adicionadas ao SI nas posteriores CGPMs: ampère (corrente elétrica) em 1946, kelvin (temperatura absoluta) e candela (luminosidade) em 1954 e mol (quantidade de matéria) em 1971[11].
Unidades do SI
Básicas
Definiram-se sete grandezas físicas postas como básicas ou fundamentais. Por conseguinte, passaram a existir sete unidades básicas correspondentes — as unidades básicas do SI — descritas na tabela, na coluna à esquerda. A partir delas, podem-se derivar todas as outras unidades existentes. As unidades básicas do SI — posto que dimensionalmente axiomáticas — são dimensionalmente independentes entre si.
Derivadas
Todas as unidades existentes podem ser derivadas das unidades básicas do SI. Entretanto, consideram-se unidades derivadas do SI apenas aquelas que podem ser expressas através das unidades básicas do SI e sinais de multiplicação e divisão, ou seja, sem qualquer fator multiplicativo ou prefixo com a mesma função. Desse modo, há apenas uma unidade do SI para cada grandeza. Contudo, para cada unidade do SI pode haver várias grandezas. Às vezes, dão-se nomes especiais para as unidades derivadas.
Segue uma tabela com as unidades SI derivadas que recebem um nome especial e símbolo particular:
1 Em Portugal: esterradiano.
Até 1995, havia duas unidades suplementares: o radiano e o esferorradiano (esterradiano, em Portugal). Uma resolução da CGPM (Conferência Geral de Pesos e Medidas) de então tornou-as derivadas.
É fácil de perceber que, em tese, são possíveis incontáveis (por extensão, "infinitas") unidades derivadas do SI (por exemplo; m², m³, etc.), tantas quantas se possam imaginar com base nos princípios constitutivos fundamentais. As tabelas que se seguem não pretendem ser uma lista exaustiva. São, tão-somente, uma apresentação organizada, tabelada, das unidades do SI das principais grandezas, acompanhadas dos respectivos nomes e símbolos. Na primeira tabela, unidades que não fazem uso das unidades com nomes especiais:
Na segunda tabela, as que fazem uso na sua definição das unidades com nomes especiais.
Unidades aceitas pelo SI
O SI aceita várias unidades que não pertencem ao sistema. A primeiras unidades deste tipo são unidades muito utilizadas no cotidiano:
| Grandeza | Unidade | Símbolo | Relação com o SI |
|---|---|---|---|
| Tempo | minuto | min | 1 min = 60 s |
| Tempo | hora | h | 1 h = 60 min = 3600 s |
| Tempo | dia | d | 1 d = 24 h = 86 400 s |
| Ângulo plano | grau | ° | 1° = π/180 rad |
| Ângulo plano | minuto | ' | 1' = (1/60)° = π/10 800 rad |
| Ângulo plano | segundo | " | 1" = (1/60)' = π/648 000 rad |
| Volume | litro | l ou L | 1 l = 0,001 m³ |
| Massa | tonelada | t | 1 t = 1000 kg |
| Argumento logarítmico ou Ângulo hiperbólico |
neper | Np | 1 Np = 1 |
| Argumento logarítmico ou Ângulo hiperbólico |
bel | B | 1 B = 1 |
A relação entre o neper e o bel é: 1 B = 0,5 ln(10) Np. Outras unidades também são aceitas pelo SI, mas possuem uma relação com as unidades do SI determinada apenas por experimentos:
| Grandeza | Unidade | Símbolo | Relação com o SI |
|---|---|---|---|
| Energia | elétron-volt | eV | 1 eV = 1,602 176 487(40) x 10−19 J |
| Massa | unidade de massa atômica | u | 1 u = 1,660 538 782(83) x 10−27 kg |
| Comprimento | Unidade astronômica | ua | 1 ua = 1,495 978 706 91(30) x 1011 m |
Por fim, tem-se unidades que são aceitas temporariamente pelo SI. Seu uso é desaconselhado.
| Grandeza | Unidade | Símbolo | Relação com o SI |
|---|---|---|---|
| Comprimento | milha marítima | ---- | 1 milha marítima = 1852 m |
| Velocidade | nó | ---- | 1 nó = 1 milha marítima por hora = 1852/3600 m/s |
| Área | are | a | 1 a = 100 m² |
| Área | hectare | ha | 1 ha = 10 000 m² |
| Área | acre | ---- | 40,47 a |
| Área | barn | b | 1 b = 10−28 m² |
| Comprimento | ångström | Å | 1 Å = 10−10 m |
| Pressão | bar | bar | 1 bar = 100 000 Pa |
Prefixos oficiais do SI
Os prefixos do SI permitem escrever quantidades sem o uso da notação científica, de maneira mais clara para quem trabalha em uma determinada faixa de valores. Os prefixos oficiais são:
| Prefixo | Base 10 | Decimal | Adoção [nb 1] | |
|---|---|---|---|---|
| Nome | Símbolo | |||
| quetta | Q | 1030 | 1000000000000000000000000000000 | 2022[13] |
| ronna | R | 1027 | 1000000000000000000000000000 | |
| yotta | Y | 1024 | 1000000000000000000000000 | 1991 |
| zetta | Z | 1021 | 1000000000000000000000 | |
| exa | E | 1018 | 1000000000000000000 | 1975[14] |
| peta | P | 1015 | 1000000000000000 | |
| tera | T | 1012 | 1000000000000 | 1960 |
| giga | G | 109 | 1000000000 | |
| mega | M | 106 | 1000000 | 1873 |
| quilo | k | 103 | 1000 | 1795 |
| hecto | h | 102 | 100 | |
| deca | da | 101 | 10 | |
| — | — | 100 | 1 | — |
| deci | d | 10−1 | 0,1 | 1795 |
| centi | c | 10−2 | 0,01 | |
| milli | m | 10−3 | 0,001 | |
| micro | μ | 10−6 | 0,000001 | 1873 |
| nano | n | 10−9 | 0,000000001 | 1960 |
| pico | p | 10−12 | 0,000000000001 | |
| femto | f | 10−15 | 0,000000000000001 | 1964 |
| atto | a | 10−18 | 0,000000000000000001 | |
| zepto | z | 10−21 | 0,000000000000000000001 | 1991 |
| yocto | y | 10−24 | 0,000000000000000000000001 | |
| ronto | r | 10−27 | 0,000000000000000000000000001 | 2022[13] |
| quecto | q | 10−30 | 0,000000000000000000000000000001 | |
| ||||
Para utilizá-los, basta juntar o prefixo aportuguesado e o nome da unidade, sem mudar a acentuação, como em nanossegundo, microssegundo, miliampere e deciwatt. Para formar o símbolo, basta juntar os símbolos básicos: nm, µm, mA e dW.
- Exceções
- Unidades segundo e radiano: é necessário dobrar o r e o s. Exemplos: milissegundo, decirradiano, etc.
- Especiais: múltiplos e submúltiplos do metro: quilômetro (quilómetro), hectômetro (hectómetro), decâmetro, decímetro, centímetro e milímetro; também nanômetro (nanómetro), picômetro (picómetro) etc..
- Observações
- O k usado em "quilo", em unidades como quilômetro (km) e quilograma (kg), deve ser grafado em letra minúscula. É errado escrevê-lo em maiúscula.
- Em informática, o símbolo "K" que pode preceder as unidades bits e bytes (grafado em letra maiúscula), não se refere ao fator multiplicativo 1000, mas sim a 1024 unidades da grandeza citada (para correção a IEC definiu o chamado prefixo binário onde 1:1024 e o uso dos prefixos da SI passaram a valer 1:1000).
- Em unidades como km² e km³ é comum ocorrerem erros de conversão. 1 km² = 1 000 000 m², porque 1 km × 1 km = 1 km², 1 km = 1000 m, 1000 m × 1000 m = 1 000 000 m². Para fazer conversões nesses casos, devem-se colocar mais dígitos por casa numérica: em metros, cada casa tem um dígito (exemplo: 1 0 0 0 m = 1 km); em metros quadrados (2), cada casa numérica tem dois dígitos (exemplo: 1000 m × 1000 m = 01 00 00 00 m² = 1 km²); em metros cúbicos (3), cada casa numérica tem três dígitos (exemplo: 1000 m × 1000 m × 1000 m = 001 000 000 000 m³ = 1 km³).
Escrita correta de unidades SI
Nome de unidade
O nome das unidades deve ser sempre escrito em letra minúscula.
Exemplos:
- Correto: quilograma, newton, metro cúbico.
- Exceção: quando o nome estiver no início da frase e em "grau Celsius"
- Somente o nome da unidade aceita o plural
É importante saber que somente o nome da unidade de medida aceita o plural. As regras para a formação do plural (no Brasil) para o nome das unidades de medida seguem a Resolução Conmetro 12/88, conforme ilustrado abaixo:
Para a pronúncia correta do nome das unidades, deve-se utilizar o acento tônico sobre a unidade e não sobre o prefixo.
- Exemplos: micrometro, hectolitro, milissegundo, centigrama, nanometro.
- Exceções: quilômetro, hectômetro, decâmetro, decímetro, centímetro e milímetro
Ao escrever uma unidade composta, não se deve misturar o nome com o símbolo da unidade.
| Certo | Errado | |
|---|---|---|
| quilômetro por hora | km/h | quilômetro/h; km/hora |
| metro por segundo | m/s | metro/s; m/segundo |
Símbolo de unidade
As unidades do SI podem ser escritas por seus nomes ou representadas por meio de símbolos.
- Símbolo não é abreviatura
Símbolo não é abreviatura. É um sinal convencional e invariável utilizado para facilitar e universalizar a escrita e a leitura de significados — no caso, as unidades SI; logo, jamais deverá ser seguido de "ponto".
| Certo | Errado | |
|---|---|---|
| segundo | s | s. ; seg. |
| metro | m | m. ; mtr. ; mts. |
| quilograma | kg | kg.; kgr. |
| litro | L | l.;lts. |
| hora | h | h. ; hr. |
- Símbolo não admite plural
Símbolo não admite plural. Como sinal convencional e invariável que é, utilizado para facilitar e universalizar a escrita e a leitura de significados, nunca será seguido de "s".
| Certo | Errado | |
|---|---|---|
| cinco metros | 5 m | 5 ms ou mts |
| dois quilogramas | 2 kg | 2 kgs |
| oito horas | 8 h | 8 hs |
Representação
O resultado de uma medição deve ser representado com o valor numérico da medida, seguido de um espaço de até um caractere e, em seguida, o símbolo da unidade em questão.
Exemplo:
Para a unidade de temperatura grau Celsius, haverá um espaço de até um caractere entre o valor e a unidade, porém não se porá espaço entre o símbolo do grau e a letra C para formar a unidade "grau Celsius".
Exemplo:
Os símbolos das unidades de tempo hora (h), minuto (min) e segundo (s) são escritas com um espaço entre o valor medido e o símbolo. Também há um espaço entre o símbolo da unidade de tempo e o valor numérico seguinte.[15]
Exemplo:
- Exceções
- Para os símbolo da unidade de ângulo plano grau (°), minuto(') e segundo("), não deve haver espaço entre o valor medido e as unidades, porém, deve haver um espaço entre o símbolo da unidade e o próximo valor numérico.
Comércio internacional
Um dos objetivos da União Europeia (UE) é a criação de um mercado único para o comércio. Para atingir este objetivo, a UE estabeleceu como padrão o uso do SI como unidades legais de medida. A partir de 2009, foram emitidas duas diretivas de unidades de medida que catalogaram as unidades de medida que podem ser usadas para, dentre outras coisas, o comércio: a primeira foi a Diretiva 71/354/CEE[16] publicada em 1971, que exigia dos estados-membros que padronizassem no SI, em vez de utilizar a variações dos sistemas CGS e MKS então em uso. A segunda foi a Diretiva 80/181/CEE[17][18][19][20][21] publicada em 1979, que substituiu a primeira e deu ao Reino Unido e à República da Irlanda um número de derrogações à diretiva original.
Ver também
Referências
- ↑ http://www.nist.gov/ts/wmd/metric/upload/1136a.pdf
- ↑ http://metricviews.org.uk/2010/01/will-the-european-commission-challenge-us-labelling-rules/
- ↑ Resolution of the International Bureau of Weights and Measures establishing the International System of Units
- ↑ Official BIPM definitions
- ↑ Essentials of the SI: Introduction
- ↑ INMETRO. Sistema Internacional de Unidades - SI.. 8. ed.(rev.) Rio de Janeiro, 2007. 114 p.
- ↑ «Simon Stevin». Consultado em 29 de abril de 2013
- ↑ An Essay towards a Real Character and a Philosophical Language (Reproduction)
- ↑ An Essay towards a Real Character and a Philosophical Language (Transcription)
- ↑ Metric system 'was British' - from the BBC video news
- ↑ a b c d e BRASIL, Nilo Indio do. Sistema Internacional de Unidades. Rio de Janeiro: Editora Interciência, 2002. ISBN 85-7193-063-5.
- ↑ No Brasil, chama-se-a quantidade de matéria e tanto seu nome quanto o símbolo de sua unidade é o "mol" (substantivo masculino). O plural do termo é dicionarizado (Aurélio, Houaiss, Michaelis) como "mols" (grafia também adotada pelo INMETRO), embora o Vocabulário Ortográfico da Língua Portuguesa da ABL, na consistência vernacular, registre apenas as grafias "móis" ou "moles" como plural de "mol". Em Portugal (e nos países que adotam o português europeu, essa grandeza é dita "quantidade de substância" e tem por unidade a "mole" (substantivo feminino, plural [as] "moles").
- ↑ a b «On the extension of the range of SI prefixes». 18 de novembro de 2022. Consultado em 5 de fevereiro de 2023
- ↑ «Metric (SI) Prefixes». NIST
- ↑ «Medidas de tempo». Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia. Consultado em 1 de outubro de 2011
- ↑ «Council Directive of 18 October 1971 on the approximation of laws of the member states relating to units of measurement, (71/354/EEC)». Consultado em 7 de fevereiro de 2009
- ↑ The Council of the European Communities (21 de dezembro de 1979). «Council Directive 80/181/EEC of 20 December 1979 on the approximation of the laws of the Member States relating to Unit of measurement and on the repeal of Directive 71/354/EEC». Consultado em 7 de fevereiro de 2009
- ↑ The Council of the European Communities (20 de dezembro de 1984). «Council Directive 80/181/EEC of 20 December 1979 on the approximation of the laws of the Member States relating to Unit of measurement and on the repeal of Directive 71/354/EEC». Consultado em 7 de fevereiro de 2009
- ↑ The Council of the European Communities (30 de novembro de 1989). «Council Directive 80/181/EEC of 20 December 1979 on the approximation of the laws of the Member States relating to Unit of measurement and on the repeal of Directive 71/354/EEC». Consultado em 7 de fevereiro de 2009
- ↑ The Council of the European Communities (9 de fevereiro de 2000). «Council Directive 80/181/EEC of 20 December 1979 on the approximation of the laws of the Member States relating to Unit of measurement and on the repeal of Directive 71/354/EEC». Consultado em 7 de fevereiro de 2009
- ↑ The Council of the European Communities (27 de maio de 2009). «Council Directive 80/181/EEC of 20 December 1979 on the approximation of the laws of the Member States relating to Unit of measurement and on the repeal of Directive 71/354/EEC». Consultado em 14 de setembro de 2009
- «Sistema Internacional de Unidades (ISEP - PT)» (PDF). Consultado em Dezembro 2012 Verifique data em:
|acessodata=(ajuda) - «Sistema Internacional de Unidades ( InMetro - BR)» (PDF). Consultado em Dezembro 2012 Verifique data em:
|acessodata=(ajuda)
Ligações externas
- INMETRO Unidades legais de medida Último acesso em 27 de agosto de 2009.
- Museu de Metrologia - O Sistema Internacional de Unidades (SI) Último acesso em 27 de agosto de 2009.
- Bureau International des Poids et Mesures (em inglês)
- SI - Sistema Internacional de Unidades
- The NIST Reference for Constants, Units and Uncertainty (em inglês)
- Conversor de Unidades de Medidas - SI