O Sistema Internacional de Unidades

Depois de escolher um padrão (de comprimento, digamos), precisamos estabelecer procedimentos por meio dos

quais qualquer comprimento, seja ele o raio do átomo de hidrogênio, a largura de um skate, ou a distância de uma estrela, possa ser expresso em termos do padrão. Usar uma régua de comprimento aproximadamente igual ao padrão pode ser uma forma de executar medidas de comprimento. Entretanto, muitas comparações são necessariamente indiretas. É impossível usar uma régua, por exemplo, para medir o raio de um átomo ou a distância de uma estrela.

Grandezas Fundamentais. Existem tantas grandezas físicas que não é fácil organizá-las. Felizmente, não são

todas independentes; a velocidade, por exemplo, é a razão entre as grandezas comprimento e tempo. Assim, o que fazemos é escolher, através de um acordo internacional, um pequeno número de grandezas físicas, como comprimento e tempo, e definir padrões apenas para essas grandezas. Em seguida, definimos as demais grandezas físicas em termos dessas grandezas fundamentais e de seus padrões (conhecidos como padrões fundamentais). A velocidade, por exemplo, é definida em termos das grandezas fundamentais comprimento e tempo e seus padrões fundamentais.

Os padrões fundamentais devem ser acessíveis e invariáveis. Se definimos o padrão de comprimento como a

distância entre o nariz de uma pessoa e a ponta do dedo indicador da mão direita com o braço estendido, temos um padrão acessível, mas que varia, obviamente, de pessoa para pessoa. A necessidade de precisão na ciência e engenharia nos força, em primeiro lugar, a buscar a invariabilidade. Só então nos preocupamos em produzir réplicas dos padrões fundamentais que sejam acessíveis a todos que precisem utilizá-los.

O Sistema Internacional de Unidades

Em 1971, na 14a Conferência Geral de Pesos e Medidas, foram selecionadas como fundamentais sete grandezas para constituir a base do Sistema Internacional de Unidades (SI), popularmente conhecido como sistema métrico.

A Tabela 1-1 mostra as unidades das três grandezas fundamentais (comprimento, massa e tempo) que serão usadas nos primeiros capítulos deste livro. Essas unidades foram definidas de modo a serem da mesma ordem de grandeza que a “escala humana”.

Tabela 1-1 Unidades de Três Grandezas Básicas do SI

Grandeza Nome da Unidade Símbolo da Unidade Comprimento metro m Tempo segundo s Massa quilograma kg

Tabela 1-2 Prefixos das Unidades do SI

Fator Prefixoa Símbolo

1024 iota- Y

1021 zeta- Z

1018 exa- E

1015 peta- P

1012 tetra- T

109 giga- G

106 mega- M

103 quilo- k

102 hecto- h

101 deca- da

10–1 deci- d