Sistemas de unidades

O que são sistemas de unidades?

O Sistemas de unidades Eles consistem em conjuntos de padrões padrão destinados a medir as diferentes magnitudes usadas na ciência e engenharia. Eles são baseados no padrão de algumas magnitudes consideradas fundamentais, e deles o resto é derivado.

Há uma vantagem óbvia na unificação de critérios em termos de unidades usadas para medir magnitudes, pois dessa maneira uma determinada medida significa o mesmo para todos os usuários.

O vidro se formou em mililitros e onças, unidades pertencentes a diferentes sistemas de unidades

No nível das obras científicas, para as quais tomar medidas, é fundamental, o sistema métrico decimal, com base em poderes de 10, tem sido usado por muitos anos, desde a sua criação na França durante a Revolução Francesa.

A Conferência Geral de Peso e Medidas, Autoridade Internacional sobre o assunto, proposta em 1960 a criação do Système International D'Iningés, abreviado como se, tanto em francês quanto em espanhol.

Este sistema é baseado no medidor (m) para medir o comprimento, o quilograma (kg) para medir a massa e o segundo (s) pelo tempo.

Comprimento, massa e tempo são as três magnitudes fundamentais da mecânica, mas existem quatro magnitudes mais consideradas: corrente elétrica, temperatura, intensidade da luz e quantidade de substância.

No entanto, existem outros sistemas de unidades que ainda são usados ​​com frequência, por razões históricas, por costume ou porque de alguma forma facilitam alguns cálculos em certos campos de atividade.

Embora o sistema internacional seja estabelecido na maior parte do mundo, nos Estados Unidos, Mianmar (ex -Birmânia) e Libéria (África Ocidental) continuam usando seu próprio sistema de unidades.

Sistema métrico

Este sistema forma o sistema internacional de unidades e medidas de comprimento, área, volume, capacidade e massa. Consiste na unidade base mais os múltiplos e submultiplos correspondentes.

As unidades básicas são:

-Comprimento: metro

-Área: metro²

-Volume: metro³

-Habilidade: litro

-Massa: quilogramas

Além da unidade base, existem múltiplos e submultiplos, alguns dos quais são mostrados na figura inferior, juntamente com o respectivo prefixo. O próximo esquema é válido quando a unidade base é o metrô, o litro ou o quilograma.

Sistema métrico decimal, múltiplos e submultiplos. Fonte: f. Zapata.

Para ir de um múltiplo que se segue à direita, a quantidade é multiplicada por 10. Por exemplo, uma medida de 5 medículas é equivalente a 50 decímetros, 500 centímetros e 5000 milímetros.

Por outro lado, para ir de um múltiplo que se segue à sua esquerda, a quantidade é dividida por 10. A mesma medida de 5 metros é equivalente a 0.5 decâmetro, em 0.05 hectômetros ou 0,0005 quilômetros.

Sistema de Unidade Internacional (SI)

O sistema de unidades internacionais é baseado no sistema métrico decimal e no conjunto de medidas chamadas sistema MKS, iniciais de metrô, quilograma e segundo.

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Este sistema é aceito pela comunidade científica em todo o mundo para comunicar os resultados da grande maioria de seus experimentos, embora unidades de outros sistemas também sejam usadas por razões históricas ou práticas.

- Unidades básicas de sistema internacional

Unidades básicas de sistema internacional. Fonte: Dono/CC BY-SA (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/3.0)

Metro

É definido em termos de velocidade da luz como a distância percorrida pela luz no vácuo durante um intervalo de tempo de 1/299 792 458 segundos.

Segundo

É o momento em que dura uma oscilação da transição atômica entre dois níveis do átomo Cesio-133 e multiplicada por 9 192 631 770.

Quilograma

Desde maio de 2019, o quilograma tem uma nova definição baseada na constante de Planck, denotada como h E cujo valor é:

H = 6.626 070 040 x 10^{-3. 4} kg m² s ^-1

Como vemos, a constante de Planck envolve as outras duas magnitudes fundamentais: comprimento e tempo. O metrô e o segundo são definidos como explicado acima.

Ampere

É usado para medir a intensidade da corrente.

Kelvin

É a unidade para temperatura.

Vela

Serve para medir a intensidade da luz.

Mol

O mol é igual a 6.022 x 10²³ Partículas de substância elementar.

Cengesimal System of Units O C.g.s

Este sistema, proposto por Gauss no início do século XIX, foi usado pelos cientistas até o século XX entrou. Das respectivas iniciais das unidades básicas, o nome de C surge.g.S: centímetro, grama e segundo.

- Unidades básicas de sistema cengesimal

Centímetro

Esta unidade faz parte do sistema métrico decimal e é equivalente ao centésimo de um medidor.

1 cm = 1 x 10 ^-2 m

Grama

É a unidade base para a massa, sendo equivalente ao milésimo do quilograma:

1 g = 1 x 10 ^-3 kg

Segundo

É definido da mesma maneira que o SI.

- Unidades derivadas do sistema Cegesimal

As unidades acima mencionadas correspondem às magnitudes fundamentais usadas na mecânica. Algumas das magnitudes consideradas fundamentais no sistema internacional são definidas por outros no sistema C.g.s.

Por exemplo, a corrente elétrica é definida através do campo magnético, mas a vantagem de C.g.s. No eletromagnetismo, é que as equações são simplificadas, porque muitas das constantes que estão presentes no SI aparecem.

Estas são algumas das unidades mais conhecidas do sistema C.g.S:

Garota

Com esta unidade, a aceleração é medida. 1 gal é igual a 1 cm/s².

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Dyne

É a unidade de força e é definida como a força que deve ser aplicada a um objeto de 1 g de massa para adquirir uma aceleração de 1 gal.

Erg

O ergio é usado para o trabalho e é equivalente a 1 x 10^-7 Joules.

Baria

É equivalente a uma dina por cm² e é usado para medir a pressão.

Gauss

Esta unidade é bem conhecida pelo Gausmímetro, O dispositivo usado para medir a intensidade do campo magnético. O Tesla (T) é a unidade do SI, mas é bastante grande, portanto, para intensidades que são tratadas em muitos laboratórios, o Gauss, abreviado G, equivalente a 10^-4 T.

Sistema técnico de unidades

Não é um sistema de unidades no sentido formal.

- Unidades fundamentais do sistema técnico

Comprimento/distância

Unidade é o metrô, do símbolo m.

Tempo

A unidade é a segunda, de símbolos.

Força

A unidade é o quilograma-força, KG-F abreviado, também chamado Kilopondio (KP).

A definição formal do kg-f é a seguinte:

1 kg-f É a força com a qual a Terra atrai seu centro para um objeto cuja massa é 1 kg e que está no nível do mar e 45º graus de latitude norte.

Temperatura

A unidade é a grau central, que é a unidade para a temperatura do uso diário e em laboratórios em muitos países.

Foi criado pelo astrônomo sueco Anders Celsius (1701-1744) e usa como referências ao ponto de congelamento e ao ponto de ebulição da água. A equivalência com o sistema internacional é: 273.15 k = 0 ºC

- Unidades derivadas do sistema técnico

As unidades mencionadas na seção anterior são consideradas as unidades fundamentais deste sistema. Como no sistema C.g.s., Há uma infinidade de unidades derivadas.

Vejamos alguns dos mais importantes:

Massa

Para a massa, este sistema usa a unidade chamada u.t.m o Unidade Técnica de Massa, que é definido em termos da segunda lei de Newton, f = ma como:

M = f/a

Assim, um u.t.m é a massa que adquire uma aceleração de 1 m/s² Quando uma força de 1 kg-f é aplicada e equivalente a 9.8 kg no sistema internacional.

Energia e calor

O quilograma ou quilopondímetro é usado, o que é equivalente a 1 kg-force⋅m. Sua própria equivalência é:

1 quilopondímetro = 9.81 Joule.

Ao contrário de outros sistemas, o sistema técnico possui uma unidade de calor, além daquele usado para energia: caloria. Também é comum usar o quilocaloria.

1 caloria = 4.1868 Joule.

Poder

Para poder o Cavalo a vapor, CV abreviado, equivalente a 735.5 watts.

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Sistema de unidades britânicas

Foi usado por um longo tempo em países de língua inglesa. Hoje, o Reino Unido também trabalha com o sistema internacional, no entanto, os Estados Unidos são um dos poucos países que ainda não migra para o SI.

Para as magnitudes fundamentais de comprimento e tempo, o pé e o segundo são usados, respectivamente, embora o uso do quintal, a polegada e a milha para os comprimentos sejam frequentes.

Quanto à massa, também existem muitas unidades e pequenas diferenças em ambos os lados do Atlântico.

Na engenharia do lesma Como uma unidade de massa. Faz parte do sistema de segundo segundo segundo (Pés-quilos segundos) ou FPS, que em analogia com o sistema técnico, funciona com força e define a unidade de massa.

- Unidades básicas de sistema britânico

Pé

É a unidade de comprimento do sistema britânico e é equivalente a 0.3048 m.

Libra-Fuerza (Libra)

É a unidade de força, em analogia com o sistema técnico descrito acima. Seu equivalente em si é calculado por:

1 libra = 4,44822 n

Segundo

Sua definição é a mesma em todos os sistemas.

- Unidades derivadas do sistema britânico

Como nos outros sistemas de unidades, existem inúmeras magnitudes cujas unidades derivam das unidades básicas. Aqui temos alguns dos mais conhecidos:

lesma

Ele lesma É definido análogo ao u.t.m.

Uma lesma é a massa de tal forma que adquire uma aceleração de 1 pé/s² estar sujeito a uma força de 1 forças de libra. Equivalente a aproximadamente 14.59 kg.

Unidades para velocidade e aceleração

Para velocidade e aceleração, eles são usados ​​respectivamente os pés (s (ft/s) e os pés/s² (Ft/s²). Por exemplo, a aceleração da gravidade nessas unidades é de 32 pés/s².

Unidades de pressão

A pressão, que é definida como força por unidade de área, é uma magnitude derivada que é expressa em inúmeras unidades. No sistema britânico, teríamos o poder/pé² ou LB-Force/pé².

Outra unidade muito frequente em engenharia, para medir a pressão é o psi ou LB-Force/polegada².

Referências

1. Figueroa, d. (2005). Série: Física para Ciência e Engenharia. Volume 1. Cinemática. Editado por Douglas Figueroa (USB).
2. Giancoli, d.  2006. Física: Princípios com aplicações. 6º. Ed Prentice Hall.
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4. Splash Learn. O que é sistema métrico, definição de exemplo com. Recuperado de: splashlearn.com.
5. Toda ciência. Física, objetivos, magnitudes e medidas. Recuperado de: Francesphysics.Blogspot.com.
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7. Wikipedia. Sistema técnico de unidades. Recuperado de: é.Wikipedia.org.
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