Trabalho sobre o SI (Sistema Internacional de Unidades)

Trabalho sobre o SI (Sistema Internacional de Unidades)

(Parte 1 de 3)

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Mato-grosso Campus de Cuiabá – Octayde Jorge da Silva

Projeto de Pesquisa Tema: Unidades de Pesos e Medidas

Autor: Lucas Viana Palomo ProfºOrientador : Luís Paoli

Cuiabá – MT 2010

Sumário

1.1 As Classes de Unidades do SI3
1.2 Os prefixos do SI3
1.3 Abreviatura3
1.4 Algumas Definições Úteis5

1 Notas Históricas 2

2.1 Tabelas: Unidades Base do SI8
2.1.1 Símbolos8
2.2 Unidades Derivadas do SI8
2.2.1 Unidades expressadas em termos de unidades base9
2.2.2 Unidades Derivadas do SI com nomes e símbolos especiais9
2.2.3 Uso de Unidades Derivadas do SI com Nomes e Símbolos Especiais9
2.3 Dimensão de uma Grandeza9
2.4.1 Espaço entre Valor Numérico e Símbolo de Unidade12

2 Unidades do SI 6 2.3.1 Unidades para Grandezas Adimensionais, Grandezas de Uma Dimensão 1 2.4 Regras e convenções de estilo para escrever e usar símbolos de unidades do SI 12

3.1 Múltiplos e Submúltiplos das Unidades do SI14
3.2 Regras para Uso de Prefixos do SI14
3.2.1 O Quilograma15
3.2.2 A Comissão Internacional Eletrotécnica (IEC)15
3.2.3 O Grau Celsius16
4.0 Prefixos para Múltiplos Binários16
4.1 Publicação Oficial17

3 Prefixos do SI 14

5.1 Unidades Aceitas para Uso com o SI18
5.2 Unidades Temporariamente aceitas para Uso com o SI18

5 Unidades Fora do Sistema Internacional (SI) 18 6 Última Nota sobre o Uso Correto do SI 19

8.0 Referências23

Introdução

O Système International d’Unités (SI),a forma moderna do sistema métrico, é o mais largamente usado sistema de unidades e medidas ao redor do mundo. Mas não obstante este é predominantemente, usado impropriamente no sistema com incorretos nomes e símbolos usados como rotina – até mesmo por bem educadas pessoas que deveriam conhece-los melhor. por exemplo, como frequentemente nós vemos: mHz, Mhz ou mhz, escritos quando se referindo a velocidade do relógio do computador (frequência de operação da máquina). A forma correta é na verdade MHz. Note que as letras maiúsculas são importantes!

Portanto, um sistema claro (preciso e não dúbio) para o uso de unidades faz-se necessário, satisfazendo os seguintes princípios:

1. o sistema deveria consistir em unidades de medição baseado em grandezas invariáveis na natureza;

2. todas as unidades diferentes da unidade base deveriam ser derivadas desta unidade base, e

3. múltiplos e submúltiplos das unidades deveriam ser decimal.

O nome Système International d’Unitès (Sistema Internacional de Unidades) com a abreviação internacional (SI) foi adotada pela Conférence Générale des Poids et Mesures (CGPM) em 1960. Ele é um sistema coerente baseado em sete unidades base ou fundamentais que são: o metro (m), o quilograma (kg), o segundo (s), o ampère (A), o kelvin (K), o mol (mol) e a candela (cd) (CGPM 1960 e 1971).

O Sistema de Unidades adotado oficialmente no Brasil é o Sistema Internacional de

Unidades, ratificado pela 11ª Conferência Geral de Pesos e Medidas de 1960 e atualizado nas seguintes até a 21ª Conferência, de 1999.

Capítulo 1 Notas Históricas

Em 1948 a 9ª Conferência Geral de Pesos e Medidas (CGPM), pela Resolução 6, instruiu o Comitê Internacional para Pesos e Medidas (CIPM):

{ Estudar o estabelecimento de um completo conjunto de regras para unidades de medidas|;

{ Encontrar fora deste propósito, através de investigação oficial, a opinião predominante em círculos científicos, técnicos e educacionais em todos os países |; e

{ Fazer recomendações para o estabelecimento de um sistema prático de unidades de medidas adequado para adoção por todos os países signatários do Convention du Mètre a |

A mesma Conferência Geral também esboçou, pela Resolução 7, princípios gerais para símbolos e unidades e também deu uma lista de unidades com nomes especiais.

A 10ª CGPM (1954), pela sua Resolução 6, e a 14ª CGPM (1971), pela sua Resolução 3, adotou como unidades base de seu sistema prático de unidades, as unidades das seguintes sete grandezas: comprimento, massa, tempo, corrente elétrica, temperatura termodinâmica, quantia de substância, e intensidade luminosa.

A 11ª CGPM (1960), pela sua Resolução 12, adotou o nome Système International d’Unités (Sistema Internacional de Unidades), com a abreviação internacional SI, para este pratico sistema de medidas, e preparou regras para os prefixos, as unidades derivadas e suplementares, e outros assuntos, estabelecendo então uma ampla especiação para as unidades de medidas.

aA Convention du Mètre de 20 de maio de 1875, é um tratado internacional que estabeleceu que agora é conhecido como SI (Sistema Internacional de Unidades). Ele foi escrito na França, e é chamado em inglês Metre Convention, ou, United States, Meter Convention ou Treaty of the Meter. Ele foi revisado na 6ª CGPM em 1921. Em 1960, o Sistema de Unidades estabelecido foi renomeado como Système international d’unités (SI) ( “Sistema Internacional de Unidades”).

1.1 As Classes de Unidades do SI

A Conferência geral decidiu fundar o Sistema Internacional sobre a escolha de sete bem definidas unidades na qual são consideradas como dimensialmente independentes: o metro, o quilograma, o segundo, o ampère, o kelvin, o mol e a candela. Estas unidades são chamadas unidades básicas ou fundamentais.

A segunda classe de unidades do SI contém unidades derivadas, isto é, unidades que podem ser formadas combinando unidades básicas de acordo com as relações algébricas que unem as grandezas correspondentes. Os nomes e símbolos de algumas unidades formaram assim dentro condições de unidades básicas podem ser substituídas por nomes especiais e símbolos que podem eles sejam usados para formar expressões e símbolos de outras unidades derivadas.

A 11ª CGPM (1960), admitiu uma terceira classe de unidades do SI, chamada unidades suplementares ou adicionais, e contendo as unidades do SI de ângulo plano e ângulo sólido.

A 20ª CGPM (1995), decidiu eliminar a classe de unidades adicionais como uma classe separada no SI. Assim o SI consiste agora em só duas classes de unidades: unidades básicas e unidades derivadas, com o radiano e o esteradiano que são as duas unidades adicionais, incluídas na classe de unidades de SI derivadas.

1.2 Os prefixos do SI

A Conferência Geral adotou uma série de prefixos ser usado formando os múltiplos decimais e submúltiplos de unidades do SI. A CIPM recomenda o seguinte: recomendação 1 (1969), o conjunto de prefixos é designado pelo nome prefixos do SI.

Os múltiplos e submúltiplos de unidades do SI que são formadas usando os prefixos do SI, deveria ser designado pelo nome completo deles, múltiplos e submúltiplos de unidades do SI para fazer uma distinção entre eles e o coerente conjunto de unidades do próprio SI.

1.3 Abreviatura

O SI foi estabelecido em 1960, pelo CGPM. O CGPM é uma organização de tratado intergovernamental criado por um tratado diplomático chamados Meter Convention (Convention du Mètre, frequentemente chamado the Treaty of the Meter nos EUA).

O Meter Convention foi assinada em Paris em 1875, por representantes de dezessete nações, inclusive os Estados Unidos. Agora há pouco mais de cinquenta Estados Membros, incluindo todos os principais países industrializados. A Convenção, modificou ligeiramente em 1921, restando a base de todos os acordos internacionais sobre unidades de medidas.

O Meter Convention também criou a Organização Internacional de Pesos e Medidas (BIPM, Bureau International des Poids et Mesures) e o Comitê Internacional para Pesos e

Medidas (CIPM, Comité International des Poids et Mesures). O BIPM, o qual está localizado em Sèvres, a subúrbio de Paris, França, e opera abaixo da exclusiva supervisão da CIPM, o qual ela mesma vem abaixo da autoridade do CGPM.

CGPM Conferência Geral Sobre Pesos e Medidas. A Conferência Geral Sobre Pesos e Medidas é o nome do Conférence générale des poids et mesures (CGPM, nunca GCWM). É um das três organizações estabeleceu para manter o Sistema Internacional de Unidades (SI) sob a condição do Meter Convention (Convenção do Metro) de 1875. Ela se reúne em Paris cada quatro a seis anos. Em 2002 o CGPM representou 51 Estados Membros e dez membros associados adicionais. A partir de 2005, o número de sócios cresceu 17. Tem a responsabilidade de assegurar que o SI seja disseminado amplamente e modificandoo se necessário de forma que isto reflita os últimos avanços em ciência e tecnologia.

CIPM Comitê Internacional para Pesos e Medidas (Comité International des Poids et Mesures). O CIPM vem debaixo da autoridade do CGPM. Sugestiona modificações ao SI para o CGPM para adoção formal. O CIPM também pode em sua própria passagem de autoridade clarificando resoluções e recomendações relativo ao SI. Consiste em dezoito pessoas de Estados Membros do Convenção Mètre. Sua tarefa principal é assegurar uniformidade mundial em unidades de medida e faz isto por ação direta ou submetendo propostas à Conferência Geral sobre Pesos e Medidas.

BIPM Departamento Internacional de Pesos e Medidas (Bureau International des Poids et Mesures). O BIPM, situado fora de Paris, tem a tarefa de assegurar unificação mundial de dimensões físicas. Ele é o “internacional” instituto de metrologia e opera debaixo da supervisão exclusiva do CIPM.

1.4 Algumas Definições Úteis

Grandeza no Senso Geral Uma grandeza no senso geral é uma propriedade designado a fenômenos, corpos ou substâncias para os quais podem ser quantificados por, ou nomeados a, um fenômeno particular, corpo ou substância. Exemplos são massa e carga elétrica.

Grandeza no Senso Particular Uma grandeza no senso particular é uma grandeza quantificável ou propriedade assinalável designada a um fenômeno particular, corpo, ou substância. Exemplos são a massa da Lua e a carga elétrica do próton.

Grandeza Física Uma grandeza física é uma grandeza na qual pode ser usada as equações matemáticas da ciência e da tecnologia.

Unidade Uma unidade é uma grandeza física particular, definida e adotada através de convenção, com a qual outras grandezas particulares da mesma espécie são comparadas para expressar os seus valores.

O valor de uma grandeza física é a expressão quantitativa de uma particular grandeza física como o produto de um número e uma unidade, o número sendo ele valor numérico. Assim, o valor numérico de uma grandeza física particular depende da unidade na qual ela é expressada.

Capítulo 2 Unidades do SI

O SI é fundado sobre sete unidades base ou fundamentais do SI para sete grandezas base, assumidas serem mutualmente independentes. As definições primarias das unidades base do SI estão em francês. Suas correntes definições, em português, logo em seguida:

mètre Le mètre est la longueur du trajet parcouru dans le vide par la lumière pendant une durée de 1/299792458 de seconde. (17ª CGPM (1983), Resolução 1).

metro O metro é o comprimento do caminho viajado pela luz no vácuo durante um intervalo de tempo de 1/299792458 de um segundo.

kilogramme Le kilogramme est l’unité de masse; il est égal à la masse du prototype international du kilogramme. (1ª CGPM (1889) e 3ª CGPM (1901)).

quilograma O quilograma é a unidade de massa; ela é igual à massa do protótipo internacional do quilograma. Nota: Este protótipo internacional é feito de platina-irídio e é mantido na Agência Internacional de Pesos e Medidas, Sèvres, França.

seconde La seconde est la durée de 9192631770 périodes de la radiation correspondant à la transition entre les deux niveaux hyperfins de l’état fondamental de l’atome de cesium 133. (13ª CGPM (1967), Resolução 1).

segundo O segundo é a duração de 9192631770 períodos de radiação correspondente à transição entre dois níveis hiperfinos do estado fundamental do átomo de Césio 133. Nota: Esta definição refere-se a um átomo de césio em repouso a uma temperatura de 0 K.

ampère L’ampère est l’intensité d’un courant constant qui, maintenu dans deux conducteurs parallèles, rectilignes, de longueur infinie, de section circulaire négligeable, et placés à une distance de 1 mètre l’un de l’autre dans le vide, produirait entre ces conducteurs une force égale à 2 × 10−7 newton par mètre de longueur. (9ª CGPM (1948), Resolução 2 e 7).

ampère O ampère é aquela intensidade de uma corrente constante que, se manteve em dois condutores paralelos retos de comprimento infinito, de secção circular desprezível, e colocados separados da distância de um metro no vácuo, produziria entre estes condutores uma força igual a 2 × 10−7 newton por metro de distância.

kelvin Le kelvin, unité de température thermodynamique, est la fraction 1/273.16 de la température thermodynamique du point triple de l’eau. (13ª CGPM (1967), Resolução 4).

kelvin O kelvin, unidade de temperatura termodinâmica, é a fração 1/273.16 da temperatura termodinâmica do ponto triplo da água. Nota: A 13ª CGPM (1967, Resolução 3) também decidiu que a unidade kelvin e seu símbolo K seria, usadas para expressar ambas temperaturas termodinâmicas e intervalo ou diferença de temperatura, em vez de “graus Kelvin” com símbolo ∘K. Além disso, para a temperatura termodinâmica (símbolo T ) há também o Celsius (sím-

mole 1. La mole est la quantité de matitere d’un systteme contenant autant d’entités élémentaires qu’il y a d’atomes dans 0,012 kilogramme de carbone 12. 2. Lorsqu’on emploie la mole, les entités élémentaires doivent être spécifiées et peuvent être des atomes, des molécules, des íons, des électrons, d’autres particules ou des groupements spécifiées de telles particules. (14ª CGPM (1971), Resolução 3).

mol O mol é a quantidade de substância de um sistema no qual contém as mesmas entidades elementar existente em 0,012 quilograma do átomo de carbono 12. 2. Quando o mol é usado, as entidades elementares devem ser especificadas e podem ser: átomos, moléculas, íons, elétrons outras partículas ou grupos de cada partícula. Nota: Nesta definição, ela é entendida que os átomos de carbono 12 são livres, em repouso e em seu estado sólido.

candela La candela est l’intensité lumineuse, dans une direction donnée, d’une source qui émet une radiation monochromatique de fréquence 540 × 1012 hertz et dont l’intensité énergétique dans cette direction est 1/683 watt par stéradian. (16ª CGPM (1979), Resolução 3).

candela A candela é a intensidade luminosa, em uma dada direção, de uma fonte que emite radiação monocromática de uma frequência de 540 × 1012 hertz e tem uma intensidade radiante naquela direção 1/683 watt por esteradiano.

2.1 Tabelas: Unidades Base do SI

Tabela: 01 – Unidades Base ou Fundamentais do SI

Grandezas Nome Símbolos

Comprimento metro m Massa quilograma kg Tempo segundo s Corrente elétrica ampère A Temperatura termodinâmica kelvin K Quantidade de substância mol mol Intensidade luminosa candela cd

Tabela: 02 – Exemplos de Unidades Derivadas do SI

Grandezas Nome Símbolos

Área metro quadrado m2 Volume metro cúbico m3 Velocidade metros por segundo m/s Aceleração metros por segundo ao quadrado m/s2 Densidade de massa quilograma por metro cúbico kg/m3 Volume específico metro cúbico por quilograma m3/kg Intensidade de campo magnético ampère por metro A/m Quantidade de concentração de substância mol por metro cúbico mol/m3 Número de ondas metro recíproco m−1 Densidade de corrente ampère por metro quadrado A/m2

2.1.1 Símbolos

As unidades base do Sistema Internacional estão reunidos na tabela 01 com seus nomes e seus símbolos (10ª CGPM (1954), Resolução 6; 11ª CGPM (1960), Resolução 12; 13ª CGPM (1967), Resolução 3; 14ª CGPM (1971), Resolução 3).

2.2 Unidades Derivadas do SI

Unidades Derivadas são unidades a qual podem ser expressas em termos de unidades base através de meios dos símbolos matemáticos de multiplicação e divisão. Certas unidades derivadas foram dadas nomes especiais e símbolos, e estes nomes especiais e símbolos podem deles mesmos serem usados em combinação com aqueles para base e outras unidades derivadas para expressar as unidades de outras grandezas.

2.2.1 Unidades expressadas em termos de unidades base

A tabela 02 lista alguns exemplos de unidades derivadas expressadas diretamente em termos de unidades base. As unidades derivadas são obtidas pela multiplicação e divisão de unidades base.

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