Sistema Internacional de Unidades

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CENTRO UNIVERSITÁRIO ESTÁCIO DE SÁ
DISCIPLINA DE BASES DE FÍSICAS PARA ENGENHARIA
UNIDADES DE MEDIDA
EVANDRO SANTOS DA SILVA
MACAÉ
2017
UNIDADES DE MEDIDA
EVANDRO SANTOS DA SILVA
Docente
Georgi Nocchi
MACAÉ
2017
SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES 
Criação do Sistema Internacional de Unidades
Até meados de 1960, em todo mundo havia vários sistemas de unidades de medida, ou seja, existiam diferentes unidades fundamentais que originavam inúmeras unidades derivadas. As grandezas força e velocidade, por exemplo, possuíam cerca de uma dezena de unidades diferentes em uso. De certa forma, essa grande quantidade de unidades fundamentais atrapalhava o sistema de medidas, já que as unidades eram diferentes em cada região. Em virtude dessa divergência de unidades fundamentais, a 11a Conferência Geral de Pesos e Medidas (CGPM) criou o Sistema Internacional de Unidades (SI).
O Sistema Internacional de Unidades (SI) deveria estabelecer para cada grandeza somente uma unidade. O acordo em relação à utilização de apenas uma unidade foi realizado em 1971, na 14ª CGPM. Nessa conferência foram selecionadas as unidades básicas do SI: metro, quilograma, segundo, ampère, kelvin, mol e candela, correspondentes, respectivamente, às grandezas fundamentais comprimento, massa, tempo, intensidade de corrente elétrica, temperatura, quantidade de matéria e intensidade luminosa.
Do mesmo modo, foram estabelecidos os seus símbolos, unidades derivadas, unidades suplementares e prefixos. O progresso científico e tecnológico tem possibilitado a redefinição dos padrões dessas grandezas.
UNIDADE DE TEMPO
No sistema de medidas oficial, o tempo deve ser expresso em segundos, cujo símbolo é s. No nosso dia a dia utilizamos com mais frequência outras unidades de tempo, como horas, minutos, dias, semanas, meses, anos, séculos, etc., porém, elas não pertencem ao SI e, assim,  devem ser convertidas em segundos nas equações da Física. Observe na tabela abaixo as conversões de algumas destas unidades para segundos.
	Nome
	Símbolo
	Equivalente em segundos
	minuto
	min
	1 m = 60 s
	hora
	h
	1 h = 60 min = 3600 s
UNIDADE DE MASSA
Em termos de massa, a unidade de medida oficial é o quilograma, representado pelo símbolo kg. Essa unidade foi definida como a massa de um cilindro padrão, que, por convenção, corresponde a 1 kg. Sendo assim, a massa de um corpo qualquer pode ser determinada através da comparação de sua massa com a do cilindro.
É evidente que esta unidade não será um parâmetro para medir as massas de corpos muito pequenos, como um átomo, nem de corpo muito grandes, como um planeta. Por isso, existem outras de medida que são comumente utilizadas, mas que não fazem parte do SI, como é o caso da grama (g) e da tonelada (t).
UNIDADE DE COMPRIMENTO
A unidade de comprimento do SI é o metro, simbolizado pela letra m. Através de estudos físicos, o metro foi definido como o comprimento da trajetória percorrida pela luz durante o intervalo de 1/299792458 de segundo.
UNIDADE DE CORRENTE ELÉTRICA
O ampère, representado pela letra A, é a unidade de medida de corrente elétrica, que, por definição, equivale à força exercida por dois paralelos que carregam a corrente. O nome da unidade é uma homenagem ao físico francês André-Marie Ampère.
UNIDADE DE TEMPERATURA
No SI, a unidade de medida da temperatura é o kelvin (k), que corresponde a 1/273,15 da temperatura absoluta do ponto triplo da água. O zero kelvin é definido como o zero absoluto, ou seja, é a temperatura na qual toda a agitação de partículas cessaria, por isso, a escala Kelvin é considerada como escala absoluta.
As escalas Celsius e Fahrenheit também são muito utilizadas, no entanto, são chamadas de escalas relativas e não pertencem ao SI.
UNIDADE DE QUANTIDADE DE MATÉRIA
De acordo com o SI, o mol é a unidade oficial que mede a quantidade de matéria. O mol é definido como a quantidade de substância que contém 6,02 x 1023 entidades elementares, logo, 1 mol de átomos tem 6,02 x 1023, assim como um mol de moléculas também possui 6,02 x 1023 moléculas, por exemplo.
UNIDADE DE INTENSIDADE LUMINOSA
A candela, cujo símbolo é cd, é a unidade de medida da intensidade luminosa. Define-se candela como a intensidade da luz numa determinada direção que emite uma radiação de frequência 540×1012 Hz.
UNIDADES DERIVADAS
Como o próprio nome já sugere, as unidades derivadas são aquelas que se originam do produto das unidades fundamentais. As unidades derivadas, ao contrário das fundamentais, não tem um número limitado, por isso, listamos alguns exemplos dessas grandezas na tabela a seguir.
UNIDADES INGLESAS
Unidade inglesa ou medida imperial é a denominação dada a várias unidades de medida historicamente usadas no Reino Unido até 1824, ano em que o Weights and Measures Act[1] padronizou o sistema imperial britânico de medidas, mantendo a maioria dos nomes das unidades mas alterando algumas das suas definições.
As unidades inglesas evoluíram de uma combinação do sistema de medidas anglo-saxão e do sistema romano antigo.[2] A definição dessas medidas podia ser bastante imprecisa. O comprimento do braço de Henrique I, por exemplo, foi o padrão adotado para a definição de uma jarda.[3]
A despeito do nome, as unidades inglesas não se referem necessariamente ao sistema de unidades que foi oficialmente adotado em todo o Império Britânico - e ainda é usado em países da Comunidade Britânica, inclusive naqueles que adotaram o sistema métrico como principal sistema de medida. De fato, a expressão "unidade inglesa" também pode se referir ao sistema de medidas tradicionalmente usado nos Estados Unidos, denominado English System. A expressão English unit pode designar, nos EUA, tanto as antigas unidades imperiais britânicas como as várias outras unidades tradicionais nos Estados Unidos, como o galão americano (o "galão de vinho" da rainha Ana) e o bushel (uma variação do antigo bushel de Winchester).
Portanto, a expressão English unit, embora comum nos Estados Unidos, é problemática por ser ambígua: tanto pode referir-se ao Sistema Imperial de Unidades (usado no Reino Unido), como ao sistema tradicional de unidades, usado nos EUA, o qual mantém alguns dos nomes das unidades britânicas mas com algumas diferenças de definição. Nos casos em que os dois sistemas divergem, não é claro qual sistema está a ser utilizado.
Algumas pessoas nos Estados Unidos também denominam esses sistema de British system ("sistema britânico"). No Reino Unido, usam-se as expressões imperial units (unidades imperiais) ou imperial measurements (medidas imperiais) quando se trata do sistema não métrico que foi usado como padrão na Grã-Bretanha e nos países de colonização inglesa.
USO ATUAL
Em 2007, os únicos países do mundo que ainda adotam este sistema são Libéria, Birmânia e Estados Unidos. A Colômbia utiliza este tipo de medida somente para volumes.
HISTÓRICO
Vários padrões sob o nome comum de "unidades inglesas" foram utilizados em diferentes épocas, em lugares diferentes e para coisas diferentes. Antes da Batalha de Hastings em 1066, o sistema anglo-saxão de medidas era baseado em unidades de barleycorn (grãos de cevada) e gyrd (vara). Este sistema, presumivelmente, tinha origens germânicas. Antes da conquista normanda, unidades romanas foram reintroduzidas. O sistema resultante de unidades inglesas era uma combinação dos sistemas anglo-saxão e romano.
O desenvolvimento posterior do sistema inglês prosseguiu ao se definir as unidades em lei, na Magna Carta de 1215, e emitindo padrões de medida a partir da capital da época, Winchester. Os padrões foram renomeados em 1496, 1588 e 1758. A última Imperial Standard Yard ("Jarda Padrão Imperial") em bronze foi produzida em 1845 e serviu como padrão no Reino Unido até que a jarda fosse redefinida internacionalmente como 0,9144 metros em 1959 (regulamentação estatutária: Weights and Measures Act of 1963).
O uso de unidades inglesas disseminou-seatravés da Grã-Bretanha e das colônias britânicas. Estas unidades formam a base do Sistema Imperial antigamente utilizado nos países da Commonwealth e no sistema usual utilizado nos Estados Unidos. Apesar dos dois sistemas serem bastante parecidos, existem diferenças notáveis entre ambos.
UNIDADES DE COMPRIMENTO
O sistema para medir comprimentos nos Estados Unidos se baseia na polegada, no pé, na jarda e na milha.
Cada uma destas unidades tem duas definições ligeiramente diferentes, o que ocasiona que existam dois diferentes sistemas de medição.
Uma polegada de medida internacional mede exatamente 25,4 mm (por definição), mas uma polegada de agrimensor dos EUA se define assim: 39,37 polegadas são exatamente um metro. Para a maioria das aplicações, a diferença é insignificante (aproximadamente 3 mm por cada milha). A medida internacional se usa na maioria das aplicações (incluindo engenharia e comércio), mas a de examinação é somente para agrimensura.
A medida internacional utiliza a mesma definição das unidades que se usam no Reino Unido e outros países da Commonwealth. As medidas de agrimensura utilizam uma definição mais antiga que se usaram antes que os Estados Unidos adotassem a medida internacional.
1 Mil = 25,4 µm (micrômetros)
1 Polegada (in) = 1 000 Mil = 2,54 cm
1 Pé (ft) = 12 in = 30,48 cm
1 Jarda (yd) = 3 ft = 36 in = 91,44 cm
1 Rod (rd) = 5,5 yd = 16,5 ft = 198 in = 5,0292 m
1 Corrente (ch) = 4 rd = 22 yd = 66 ft = 792 in = 20,1168 m
1 Furlong (fur) = 10 ch = 40 rd = 220 yd = 660 ft = 7.920 in = 201,168 m
1 Milha (mi) = 8 fur = 80 ch = 320 rd = 1760 yd = 5280 ft = 63 360 in = 1609,344 m = 1,609344 km (agricultura)
1 Légua = 3 mi = 24 fur = 240 ch = 960 rd = 5280 yd = 15 840 ft = 190 080 in = 4828,032 m = 4,828032 km
Às vezes, com fins de agrimensura, se usam as unidades conhecidas como As medidas da corrente de Gunther (ou medidas da corrente do agrimensor). Estas unidades se definem a seguir:
1 Link (li) = 7,92 in = 0,001 fur = 201,168 mm
1 Chain (ch) = 100 li = 66 ft = 20,117 m
Para medir profundidades do mar, usam-se os fathoms (braças)
1 Braça = 6 ft = 72 in = 1,8288 m
UNIDADES DE ÁREA
As unidades de área nos Estados Unidos se baseiam na jarda quadrada (sq yd ou yd²).
1 polegada quadrada (sq in ou in²) = 6,4516 cm²
1 pé quadrado (sq ft ou ft²) = 144 in² = 929,0304 cm²
1 jarda quadrada (sq yd ou yd²) = 9 ft² = 1.296 in² = 0,83612736 m²
1 rod quadrado (sq rd ou rd²) = 30,25 yd² = 272,25 ft² = 39.204 in² = 25,29285264 m²
1 rood = 40 rd² = 1.210 yd² = 10.890 ft² = 1.568.160 in² = 1.011,7141056 m²
1 acre (ac) = 4 roods = 160 rd² = 4.840 yd² = 43.560 ft² = 6.272.640 in² = 4.046,8564224 m²
1 homestead = 160 ac = 640 roods = 25.600 rd² = 774.400 yd² = 6.969.600 ft² = 1.003.622.400 in² = 647.497,027584 m²
1 milha quadrada (sq mi ou mi²) = 4 homesteads = 640 ac = 2.560 roods = 102.400 rd² = 3.097.600 yd² = 27.878.400 ft² = 4.014.489.600 in² = 2,589988110336 km²
1 légua quadrada = 9 mi² = 36 homesteads = 5.760 ac = 23.040 roods = 921.600 rd² = 27.878.400 yd² = 250.905.600 ft² = 36.130.406.400 in² = 23,309892993024 km²
UNIDADES DE VOLUME
A polegada cúbica, pé cúbico e jarda cúbica, se utilizam com frequência para medir o volume. Além do mais, existe um grupo de unidades para medir volumes de líquidos e outro para medir materiais áridos.
Além do pé cúbico, a polegada cúbica e a jarda cúbica, estas unidades são diferentes às unidades utilizadas no Sistema Imperial, embora os nomes das unidades sejam parecidos.
NOS ESTADOS UNIDOS
VOLUME EM SÓLIDOS
1 polegada cúbica (in³ ou cu in)= 16,387064 cm³
1 pé cúbico (ft³ ou cu ft) = 1.728 in³ = 28,316846592 dm³
1 jarda cúbica (yd³ ou cu yd) = 27 ft³ = 46.656 in³ = 764,554857984 dm³
1 acre-pé = 43,56 yd³ = 1.176,12 ft³ = 2.032.335,36 in³ = 33,3040096137830 m³
1 milha cúbica (mi³ ou cu mi) = 5.451.776.000 yd³ = 147.197.952.000 ft³ = 254.358.061.056.000 in³ = 4,1681818254406 km³
VOLUME EM ÁRIDOS
1 pint (pt) = 550,610471358 ml
1 quarto (qt) = 2 pt = 1,10122094272 L
1 galão (gal) = 4 qt = 8 pt = 4,40488377086 L
1 peck (pk) = 2 gal = 8 qt = 16 pt = 8,80976754172 L
1 bushel (bu) = 4 pk = 8 gal = 32 qt = 64 pt = 35,2390701669 L
VOLUME EM LÍQUIDOS
1 Minim = 61,6115199219 μl (microlitros) ó 0,0616115199219 ml
1 Dracma líquido ou fluido (fl dr) = 60 minims = 3,69669119531 ml
1 Onça líquida ou fluida (fl oz) = 8 fl dr = 480 minims = 29,5735295625 ml
1 Gill = 4 fl oz = 32 fl dr = 1.920 minims = 118,29411825 ml
1 Pint (pt) = 4 gills = 16 fl oz = 128 fl dr = 7.680 minims = 473,176473 ml
1 Quarto (qt) = 2 pt = 8 gills = 32 fl oz = 256 fl dr = 15.360 minims = 946,352946 ml
1 Galão (gal) = 4 qt = 8 pt = 32 gills = 128 fl oz = 1.024 fl dr = 61.440 minims = 3,785411784 L
1 Barril = 42 gal = 168 qt = 336 pt = 1.344 gills = 5.376 fl oz = 43.008 fl dr = 2.580.480 minims = 158,987294928 L
 UNIDADES DE TEMPERATURA
Unidades de temperatura nos Estados Unidos é medido em Graus "Fahrenheit" (indicado por ºF).
A fórmula de conversão de Graus "Fahrenheit" para Graus "Celsius" (indicado por ºC) é: C / 5 = (F - 32) / 9
ALGUMAS TEMPERATURAS
0°C = 32°F
27°C = 80,6°F
33°C = 91,4°F
40°C = 104°F
100°C = 212°F
180°C = 356°F
-18°C = -0,4°F
-40ºC = -40ºF
UNIDADES USUAIS
As unidades usuais nos Estados Unidos formam um sistema de medida tradicionalmente utilizado nos EUA. Muitas dessas unidades de medida, ainda em uso corrente no país, são praticamente idênticas às suas contrapartes do sistema imperial britânico. Porém, como as unidades americanas foram adotadas antes da padronização do sistema imperial, em 1824, há várias diferenças numéricas entre as unidades americanas e as chamadas unidades inglesas.
MEDIDAS DE GRÃOS
Na prática agrícola, um bushel é um volume fixo de 2150.42 polegadas cúbicas. A massa de grãos, portanto, varia de acordo com a densidade. Alguns exemplos de peso nominal, são:-
1 bushel (milho) = 56 lb = 25.4012 kg
1 bushel (trigo) = 60 lb = 27.2155 kg
1 bushel (cevada) = 48 lb = 21.7724 kg
Em termos comerciais, bushel é um termo usado para se referir a esses pesos nominais. Embora mesmo isso varia. Com aveia, Canadá usa 34 lb bushels e os Estados Unidos usam 32 lb bushels.
MEDIDAS DE COZINHA
	Medida
	Austrália
	Canadá
	UK
	Estados Unidos
	FDA[1]
	Colher de chá
	5 mL
	5 mL
	4.74 mL
	4.93 mL
	5 mL
	Colher de sobremesa
	
	
	9.47 mL
	—
	—
	Colher de sopa
	20 mL
	15 mL
	14.21 mL
	14.79 mL
	15 mL
	Onça fluída
	—
	
	28.41 mL
	29.57 mL
	30 mL
	Copo
	250 mL
	250 mL
	284.13 mL
	236.59 mL
	240 mL
	Pinto
	—
	
	568.26 mL
	473.18 mL
	–
	Quarto
	—
	
	1136.52 mL
	946.35 mL
	–
	Galão
	—
	
	4546.09 mL
	3785.41 mL
	–
A mais comum prática de medidas caseiras para ambos os ingredientes líquidos e secos nos Estados Unidos (e muitos outros países) são a colher de chá, colher de sopa e copo, juntamente com metades, terços, quartos e oitavos destes. Libras, onças, onças fluidas, e tamanhos comuns também são usados​​, como pode (tamanho presumido varia dependendo do produto), jar, quadrado (ex., 1 oz avdp. de chocolate), stick (ex., 4 oz avdp. manteiga) ou frutas/legumes (e.g., uma metade de limão, duas cebolas médias).
Algumas medidas de volume comum em países de língua Inglês são mostradas à direita. As medidas volumétricas aqui são para comparação.
UNIDADES DE TEMPERATURA
Graus Fahrenheit são usados ​​nos Estados Unidos para medir temperaturas na maioria dos contextos não-científicos. A escala de Rankine de temperatura absoluta também viu algum uso em termodinâmica. Cientistas em todo o mundo usam o kelvin e grau Celsius. Várias normas técnicas de temperatura são expressas em Fahrenheit e praticantes de medicina dos EUA costumam usar graus Fahrenheit para temperatura corporal.
A relação entre as diferentes escalas de temperatura é linear, mas as escalas têm diferentes pontos de zero de modo que a conversão não é simplesmente a multiplicação por um fator: a água pura é definida para congelar em 32 ° F = 0 ° C e ferve a 212 °F = 100 ° C a 1 atm; a fórmula de conversão é facilmente demonstrada ser:
F = 9 5 C + 32 {\displaystyle F={\frac {9}{5}}C+32} ou inversamente como C = 5 9 ( F − 32 ) . {\displaystyle C={\frac {5}{9}}(F-32).} 
OUTRAS UNIDADES
1 Board-foot = 2.360 dm³
1 Unidade térmica Britânica (Btu) ~ 1055 J
1 Caloria (cal) = 4.184 J
1 Calorias grandes (quilocaloria, pé caloria) (Cal, kcal) = 4.184 kJ
1 Palmo = 10.16 cm
1 HP ~ 746 W
1 R-valor (ft²·°F·h/Btu) ~ 0.1761 RSI (K·m²/W)
1 Slug (massa) = 1 lbf·s²/ft
Várias combinações de unidades, são de uso comum, incluindo a pé-libra e a psi; estes são diretamente definidos com base nas unidades básicas acima.
USO GERAL DOS NOMES DE PREFIXO E OS SÍMBOLOS
Cada prefixo SI possui um nome e um símbolo que pode ser usado em combinação com o símbolo da unidade de medida. Assim, o símbolo "quilo-", k, pode ser usado para produzir km, kg, e kw (quilômetro, quilograma e quilowatt). Além disso, os prefixos podem ser utilizados em combinação com unidades não-SI, como, por exemplo, miligauss (mG), quilopés (kft) e micropolegadas (µin).
Entretanto, os prefixos não podem ser utilizados em combinação, e isto se aplica até mesmo para massa, cuja unidade básica SI, o quilograma, já contém um prefixo (k ou quilo). Assim o miligrama (mg) é usado em vez do microquilograma (µkg), por exemplo.
Recomenda-se também o uso de prefixos que correspondam a expoentes divisíveis por três. Assim, usamos "100 m", em vez de "1 hm" (hectômetro) ou "10 dam" (decametros). Os prefixos "não-triplos" (hecto-, deca-, deci-, e centi-) são usados mais comumente fora das ciências, no dia-a-dia.
PREFIXOS SI COM SÍMBOLOS PARA TEMPO E ÂNGULOS
A política de uso destes prefixos varia um pouco se considerarmos o Bureau Internacional de Pesos e Medidas (BIPM) e o Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) americano, e algumas das políticas dos dois organismos são diferentes da prática comum. Por exemplo, o NIST recomenda que "...para evitar confusões, os símbolos de prefixos (e prefixos) não são usados com símbolos de unidades de tempo min (minuto), h (hora), d (dia), nem com símbolos relacionados a ângulos ° (grau), ′ (minuto), and ″ (segundo)."[2] A posição do BIPM no uso de prefixos de SI com unidades de tempo maiores que o segundo é igual à do NIST, mas a posição em relação a ângulos é diferente, eles declaram que 'os astrônomos usam miliarcosegundos, denotado como mas, e microarcosegundo, µas, que eles usam como unidades para ângulos muito pequenos."[3]
PREFIXOS SI PARA TEMPERATURA EM °C
A política oficial também varia para as práticas comuns para os graus Celsius (°C). O NIST
estabelece"símbolos de prefixos podem ser usados com o símbolo de unidade °C e prefixos podem ser usados com o nome de unidade 'graus Celsius'. Por exemplo 12 m°C (12 miligraus Celsius) é aceitável". Entretanto o uso de formas prefixadas de "°C", como "µ°C", não foram adotadas na ciência e engenharia. As formas prefixadas do kelvin são usadas no lugar.
EXPONENCIAÇÃO DE SÍMBOLOS
Quando as unidades ocorrem em exponenciação, por exemplo, nas formas quadrada e cúbica, qualquer prefixo de tamanho é considerada parte da unidade, e assim incluído na exponenciação.
1km² significa um quilômetro quadrado ou o tamanho de um quadrado de 1000 m por 1000 m, e não 1000 metros quadrados
2Mm3 significa dois megametros cúbicos ou o tamanho de dois cubos de 1000000m por 1000000m por 1000000m ou 2×1018 m3, e não 2000000metros cúbicos (2×106 m3).
BIBLIOGRAFIA
Disponível em: <https://pt.khanacademy.org>. Acessado em: 08 de outubro, 2017.
Disponível em: <https://pt.wikipedia.org>. Acesso em: 07 de outbro, 2017
Disponível em: <http://brasilescola.uol.com.br>. Acesso em: 07 de outbro, 2017.
Disponível em: <http://pt.slideshare.net>. Acesso em: 09 de outubro, 2017.