GRANDEZA FÍSICA E SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES

INTRODUÇÃO

Pode-se pensar na ciência como sendo o processo pelo qual o homem procura compreender o universo.

A origem exata de onde essa aventura começou perde-se no tempo. Apesar disso, sabe-se que todo o

conhecimento científico que temos hoje resulta de um esforço coletivo envolvendo milhares de cientistas

ao longo de séculos de pesquisa exaustiva. Os primeiros avanços significativos em nossa compreensão

do mundo ocorreram, por exemplo, na Antiga Grécia, com os filósofos Thales, Platão, Aristóteles,

Arquimedes, entre outros. Já a partir do século XVI e XVII a ciência sofre grandes avanços nas mãos de

cientistas como Galileu, Newton, Kepler e nos séculos XIX e XX a ela sofre um desenvolvimento intenso

com o surgimento do eletromagnetismo, da física quântica e da teoria da relatividade. Atualmente a

ciência pode ser dividida em diversas áreas tais como física, química, biologia, medicina, etc. A física,

particularmente, preocupa-se em entender os fenômenos da natureza que normalmente não envolvem

seres vivos (biologia) nem mudanças nas propriedades químicas da matéria (química). A física, por sua

vez, é dividida em diversas áreas, tais como mecânica, eletricidade, óptica, termofísica, etc. Iniciaremos

nossos estudos com a mecânica, que é parte da física que estuda o movimento dos objetos.

GRANDEZA FÍSICA E SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES

Quando se estuda fenômenos físicos, é necessário fazer medidas das “coisas” relacionadas ao

fenômeno. Por exemplo:

a) quando dizemos que uma pedra demora 2 segundos para cair de uma altura de 20 metros estamos

medindo duas “coisas”, a altura de queda e o tempo de queda.

b) 2 litros de água sofre um aquecimento de 5oC em sua temperatura quando recebe 10.000 calorias de

energia. Neste caso, estamos medindo três “coisas”: o volume de água, seu aumento de temperatura e

a quantidade de calor recebida por ela.

c) uma lâmpada de 60 watts é percorrida por uma corrente elétrica de 0,5 ampére quando é ligada em

uma tomada de 120 volts. Neste exemplo também temos três “coisas” medidas: a potência da lâmpada,

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a corrente elétrica e a tensão elétrica da tomada.

Todas as “coisas” medidas nos exemplos acima são chamadas de grandezas físicas. Portanto

podemos dizer que grandeza física é tudo aquilo que pode ser medido, como o comprimento, tempo,

temperatura, volume, massa, peso, força, energia, etc. Por sua vez, medir uma grandeza física

significa compará-la com uma unidade padrão. Se, por exemplo, medirmos um campo de futebol e

chegarmos a 90 metros de comprimento, significa que estamos comparando o comprimento do campo

com uma unidade padrão de medida: o metro. Sendo assim, neste caso teremos que a unidade

padrão, o metro, “cabe” 90 vezes no tamanho do campo. Da mesma forma, se medirmos a massa

de uma pessoa e obtermos 65 quilogramas, significa que esta pessoa tem uma massa 65 vezes

maior do que a unidade padrão: o quilograma. Portanto, todas as grandezas físicas possuem suas

correspondentes unidades de medidas e, devido a diferenças regionais e/ou culturais, podemos ter

mais de uma unidade para uma mesma grandeza, como mostra a tabela abaixo.

GRANDEZA FÍSICA UNIDADES DE MEDIDA

comprimento km, metro, centímetro, polegada, pé

massa tonelada, quilograma, grama, libra

tempo dia, hora, minuto, segundo

força newton, dina, quilograma-força

Com o intuito de padronizar o uso das unidades, em 1960, a 11a Conferência Geral de Pesos

e Medidas deu uma nova roupagem para o antigo Sistema Métrico Decimal. O novo Sistema

Internacional de Unidades (S.I.) propôs novas definições muito mais precisas e rigorosas para

as unidades das principais grandezas físicas, além de estabelecer uma única unidade para cada

grandeza. Após sofrer sucessivas atualizações em conferências mais recentes, hoje, o Sistema

Internacional baseia-se principalmente em sete unidades fundamentais.

Grandeza Física Unidade no S.I. Símbolo

Comprimento metro m

Massa quilograma kg

Tempo segundo s

Temperatura kelvin K

Corrente Elétrica ampère A

Quantidade de Matéria mol Mol

Intensidade Luminosa candela cd

No curso de mecânica, as três principais grandezas físicas são comprimento, massa e tempo, cujas

unidades no S.I. são, respectivamente, metro (m) , quilograma (kg) e segundo (s). Sendo assim,

é interessante destacar as relações entre essas três unidades com outras que são comuns no nosso

cotidiano.

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1 km (quilômetro) = 1.000 m

1 m = 10 dm (decímetro)

1 m = 100