Sistema Internacional de Unidades[1] (siglaSI, dofrancêsSystèmeInternational d'unités)[2] é a forma moderna dosistema métrico e é geralmente um sistema deunidades de medida concebido em torno desete unidades básicas e da conveniência do número dez. É osistema de medição mais usado do mundo, tanto no comércio todos os dias e na ciência.[3][4] O SI é um conjunto sistematizado e padronizado de definições paraunidades de medida, utilizado em quase todo o mundo moderno, que visa a uniformizar e facilitar asmedições e as relações internacionais daí decorrentes.[5]
O antigosistema métrico incluía vários grupos de unidades. O SI foi desenvolvido em 1960 do antigo sistemametro-quilograma-segundo, ao invés dosistema centímetro-grama-segundo, que, por sua vez, teve algumas variações.[6] 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 aprecisão das medições aumenta.
O sistema tem sido quase universalmente adotado. As três principais exceções são aMyanmar, aLibéria e osEstados Unidos. OReino Unido adotou oficialmente o Sistema Internacional de Unidades, mas não com a intenção de substituir totalmente as medidas habituais.
Considera-se que a primeira ideia de um sistema métrico seja do filósofoJohn Wilkins, primeiro secretário daRoyal Society de Londres em 1668.[7][8] Porém não teve sucesso,[7][8] sendo na França onde o sistema unificado realmente saiu do papel.[7][8] Em 1875, o tratado internacionalConvenção do Metro (do francêsConvention du Mètre) foi assinado por vários países, para estabelecer organizações responsáveis por um sistema uniforme de medidas.[7][8] Que em1889, definiram os protótipos internacionais demetro equilograma na Primeira Conferência Geral de Pesos e Medidas.
Brochura elaborada pelo grupo de Trabalho luso-brasileiro para a tradução do documentoLe Système international d’unités 9e édition 2019 /The International System of Units, suportado pelo Memorando de Entendimento assinado entre oInmetro e oIPQ, em 2021.
Para efetuar medidas é necessário fazer umapadronização, 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: ajarda, opé, apolegada e outras. Até hoje, estas unidades são usadas nosEstados 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.[7][8]
Em1585, o matemático flamengoSimon Stevin publicou um pequeno panfleto chamadoLa 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 escreveuLa Disme sobre o mesmo assunto.[7][8]
Há registros de que a primeira ideia de um sistema métrico seja de John Wilkins, primeiro secretário daRoyal Society deLondres em1668, porém a ideia não vingou e aInglaterra continuou com os diferentes sistemas de pesos e medidas.[7][8]
Foi naFrança 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 daAssembleia Nacional Constituinte Francesa decidiram que um sistema completamente novo deveria ser adotado.[7][8]
O Governo Francês fez um pedido àAcademia 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 comprimentometro 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 de1799 foi depositado, nos Arquivos da República em Paris, dois protótipos de platina iridiada, que representam o metro e o quilograma, ainda hoje conservados noEscritório Internacional de Pesos e Medidas (Bureau international des poids et mesures) na França.[7][8]
Em20 de maio de1875 umtratado internacional conhecido comoConvention du Mètre (Convenção do Metro), foi assinado por 17Estados. 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.[7][8]
Em1889, a Primeira Conferência Geral de Pesos e Medidas (I CGPM) definiu os protótipos internacionais de metro e quilograma 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 designadoSistema Internacional, com abreviatura SI em todos os idiomas. O SI foi adotado globalmente por praticamente todos os países. As três exceções sãoMyanmar,Libéria e osEstados Unidos. 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.[7][8]
Em 1955, foi criada a Organização Internacional de Metrologia Legal (OIML), que harmoniza internacionalmente as legislações dos países em relação às unidades de medida.
Em 1960, o "Sistema Métrico Decimal" foi substituído pelo "Sistema Internacional de Unidades" (SI), mais sofisticado que o anterior, criado na 11ª Conferência Geral de Pesos e Medidas (CGPM), na tentativa de padronizar as unidades de medida, com objetivo de facilitar seu uso tornando acessíveis. A 11ª CGPM define um grupo de sete grandezas independentes denominadas de "Grandezas de Base", que a partir dessas, as demais grandezas são definidas, denominadas "Grandezas Derivadas".
Em novembro de 2018, durante a 26ª reunião da Conferência Geral de Pesos e Medidas (CGPM),[9] a Metrologia deu um passo histórico, pois o Escritório Internacional de Pesos e Medidas (BIPM)[10] revisou as definições para o quilograma, ampère, kelvin e mol. Essa revisão se tornou efetiva a partir de 20 de maio de 2019.[11][12]
Os países que adotaram oficialmente osistema métrico(verde). Apenas três das 203 nações não adotaram oficialmente o Sistema Internacional de Unidades como seusistema principal ou único de medição:Mianmar,Libéria eEstados Unidos.[13] Os Estados Unidos são o único país industrializado do mundo que têm uma aversão ao uso do Sistema Internacional de Unidades como o sistema predominante de medida.[14]Países por data de adoção do sistema métrico ou do SI. As cores do verde ao vermelho mostram o padrão do sistema métrico entre 1795-1998. A cor preta identifica os países que não adotaram o sistema métrico como o seu sistema primário de medição. A cor branca identifica os países que já utilizavam o sistema métrico no momento em que conquistaram a sua independência
No sistema em vigor até 19 maio de 2019, os valores dasconstantes fundamentais eram determinados a partir de experimentos. Oquilograma era definido a partir de um protótipo internacional, um cilindro formado por liga de platina e irídio e, essa era a unidade utilizada para determinar a massa de um próton, de um elétron ou de outras partículas elementares. Isso levava à situação notável de que os valores das constantes fundamentais estavam em um estado permanente de mudança, já que nossas capacidades de medição eram refletidas nesses valores. A cada quatro anos, por exemplo, um novo valor numérico era atribuído à carga de um elétron; a carga em si não mudava, a mudança ocorria em nossa capacidade de medir, portanto, nossa compreensão do mundo.[12]
Em nosso mundo de alta tecnologia, no qual o nanômetro há muito tempo se tornou comum, qualquer mudança de tamanho em um protótipo têm um impacto significativo na definição de uma unidade e, portanto, deve ser evitada. A menor variação na temperatura leva a uma mudança no comprimento do protótipo, e os resultados ficariam ainda piores caso o protótipo fosse danificado. A solução para esse problema é evitar o uso de uma medida material, como um protótipo, para definir uma unidade e buscar uma constante fundamental. As constantes fundamentais são propriedades físicas invariantes, como a velocidade da luz ou a carga de um elétron.[12]
Comprimento do trajeto percorrido pela luz no vácuo durante um intervalo de tempo de 1/299 792 458 de segundo.
Comprimento do trajeto percorrido pela luz no vácuo durante um intervalo de tempo de 1/299 792 458 de segundo.
quilograma (kg) Grandeza massa
Massa equivalente à doprotótipo internacional do quilograma, que é um cilindro de uma liga de platina e irídio com 39 milímetros de diâmetro e 39 milímetros de altura cuja massa deve ser igual a 1 decímetro cúbico de água destilada a 4,44 °C.
Definido nos termos daconstante de Planck, assegurando estabilidade de longo prazo à unidade de massa do SI. Sua realização pode ser realizada por qualquer método viável (exemplos: balança de Kibble – watt – ou o método da determinação da constante de Avogadro, por meio da estimativa do número de átomos em uma esfera de silício).
segundo (s) Grandeza tempo
Equivalente à duração de 9 192 631 770 períodos da radiação correspondente à transição entre os dois níveis hiperfinos do estado fundamental do átomo de césio 133.
Equivalente à duração de 9 192 631 770 períodos da radiação correspondente à transição entre os dois níveis hiperfinos do estado fundamental do átomo de césio 133.
ampère (A) Grandeza corrente elétrica
Equivalente à intensidade de uma corrente elétrica constante que, se mantida em dois condutores paralelos, retilíneos, de comprimento infinito, de seção circular desprezível, e situados à distância de 1 metro entre si, no vácuo, produz entre estes condutores uma força igual a 2 x 10-7 newton por metro de comprimento.
Definido a partir da carga doelétron e sua redefinição não afeta a grande maioria dos usuários de medições. O volt e o ohm são definidos a partir da carga doelétron e daconstante de Planck; o volt mudou cerca de 0,1 parte por milhão e o ohm ainda menos.
kelvin (K) Grandeza temperatura
Definida como 1/273,16 da temperatura termodinâmica do ponto tríplice da água, ou seja, ao ponto triplo da água correspondem 273,16 kelvin.
Obs.: Em termodinâmica, o ponto triplo é um estado particular de uma substância determinado por valores de temperatura e pressão, no qual as três fases de agregação da substância (sólido, líquido e gasoso) coexistem em equilíbrio. Isso acontece quando a água está a uma temperatura de 0,01 °C e a uma pressão de 0,0060373 atm.
Sua redefinição é nos termos daconstante de Boltzmann e não tem efeito imediato na medição prática de temperatura ou na rastreabilidade dessas medições e, para a maioria dos usuários, passa despercebida. A redefinição assenta as bases para futuros aprimoramentos na medição. Uma definição livre de materialização e de limitações tecnológicas permite o desenvolvimento de novas técnicas, aperfeiçoadas, para tornar as medições rastreáveis ao SI, especialmente em temperaturas extremas.
mol (mol) Grandeza Quantidade de substância
Equivalente à quantidade de substância de um sistema que contém tantas entidades elementares quantos átomos existem em 0,012 quilograma de carbono 12.
Foi redefinido respeitando uma quantidade específica de entidades (tipicamente átomos ou moléculas) e não depende mais da unidade de massa, o quilograma. A rastreabilidade continua podendo ser estabelecida por meio das técnicas já existentes, incluindo o uso de medição de massa juntamente com tabelas de pesos atômicos e a constante de massa molar (que continuará sendo aproximadamente 1 g/mol). Os pesos atômicos não foram afetados pela mudança. A variação na incerteza é tão pequena que não vai requer nenhuma mudança nas medições.
candela (cd) Grandeza Intensidade Luminosa
Equivalente à intensidade luminosa, numa dada direção, emitida por uma fonte de radiação monocromática de frequência igual a540 x 1012 Hz e cuja intensidade energética radiante, na mesma direção, é de 1⁄683 watt por esterradiano.
Equivalente à intensidade luminosa, numa dada direção, emitida por uma fonte de radiação monocromática de frequência igual a540 x 1012 Hz e cuja intensidade energética radiante, na mesma direção, é de 1⁄683 watt por esterradiano.
Os símbolos das unidades do SI e alguns objetos do cotidiano relacionados
Definiram-se sete grandezas físicas postas como básicas ou fundamentais, passando a existir sete unidades básicas correspondentes — as unidades bases do SIdimensionalmente axiomáticas e independentes entre si[17] — descritas na tabela. A partir delas, derivam todas as outras unidades existentes. As unidades bases são (m, kg, s, A, K, mol, cd):[18]
Consideram-se unidades derivadas do SI apenas aquelas que podem ser expressas através das unidades básicas do SI e sinais de multiplicação e divisão.[20] 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 nome especial e símbolo particular às unidades derivadas (rad, sr, kat, Bq, F, C, S, Gy, Sv, J, lm, Wb, N, Hz, H, T, lx, W, Pa, omega, ºC, V):[18]
Até 1995, havia duas unidadessuplementares: oradiano e oesferorradiano (esterradiano, em Portugal).[18] Uma resolução daCGPM (Conferência Geral de Pesos e Medidas) de então tornou-asderivadas.
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:[carece de fontes?]
Existem grandezas que não apresentam unidades de medida, as Grandeza Adimensional, pois são resultados dadivisão entre duas grandezas iguais, como por exemplo oíndice de refração, razão entre duas velocidades.[21]
Também existem grandezas que não são derivadas das Grandezas de Base, como por exemplo onúmero de moléculas de uma substância que são determinadas por meio de contagem, sendo assim chamadas Grandezas de Contagem.[21]
A relação entre oneper e obel é: 1 B = 0,5 ln(10) Np. Alguns cientistas não consideram tanto o neper quanto o bel, ou o decibel, como unidades de fato, mas sim pseudo-unidades ou simplesmente indicadores. Outras unidades também são aceites pelo SI, mas tem uma relação com as unidades do SI determinada apenas por experimentos:[23]
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:[24][25]
↑Prefixos adotados antes de 1960 já existiam antes do SI. A introdução dosistema CGS foi em 1873.
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.[22]
Exceções
Unidadessegundo eradiano: é necessário dobrar or e os. 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.[22]
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.[22]
Eminformática, os símbolos "K", "M", "G" que podem preceder as unidadesbits ebytes, provavelmente não se referem ao fator multiplicativo 1000, mas sim a 1024 unidades da grandeza citada (para correção aIEC definiu o chamadoprefixo binário onde 1:1024 e o uso dos prefixos da SI passaram a valer 1:1000). O uso desses prefixos se trata na verdade de uma incorreção, já que os prefixos corretos seriam "Ki", "Mi", "Gi" (kibibyte, mebibyte, gibibyte, etc.), conforme atabela oficial.[carece de fontes?]
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).[carece de fontes?]
O nome das unidades deve ser sempre escrito em letra minúscula.[22]
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:[28]
Para a pronúncia correta do nome das unidades, deve-se utilizar o acento tônico sobre aunidade e não sobre oprefixo.
As unidades do SI podem ser escritas por seus nomes ou representadas por meio de símbolos.[22]
Símbolo não é abreviatura
Símbolonão éabreviatura. 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".[22]
Símbolonão admiteplural. Como sinal convencional e invariável que é, utilizado para facilitar e universalizar a escrita e a leitura de significados, nunca será seguido de "s".[22]
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.[22]
Exemplo:
Representação correta da unidade comprimento utilizando a escala métrica
Para a unidade de temperaturagrau 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".[22]
Exemplo:
Representação correta da temperatura utilizando a escala Celsius
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.[22]
Exemplo:
Representação correta de hora, minuto e segundo para o tempo
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.[carece de fontes?]
Representação correta dos símbolos da unidade grau, minuto e segundo para o ângulo plano
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 duasdiretivas deunidades 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[29] publicada em 1971, que exigia dos estados-membros que padronizassem no SI, em vez de utilizar a variações dos sistemasCGS eMKS então em uso. A segunda foi a Diretiva 80/181/CEE[30][31][32][33][34] publicada em 1979, que substituiu a primeira e deu ao Reino Unido e à República da Irlanda um número de derrogações à diretiva original.
↑abc«Unidades do SI».Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG). Consultado em 23 de novembro de 2022
↑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 peloINMETRO), embora oVocabulário Ortográfico da Língua Portuguesa daABL, na consistência vernacular, registre apenas as grafias "móis" ou "moles" como plural de "mol". Em Portugal (e nos países que adotam oportuguês europeu, essa grandeza é dita "quantidade de substância" e tem por unidadea "mole" (substantivo feminino, plural [as] "moles").
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