Física

Unidades de Medida Física

Unidades de Medida FísicaUnidades de Medida Física

Unidade de medida física é uma quantidade específica de uma grandeza física estabelecida, que é utilizada como padrão para estabelecer outras medidas e para possíveis comparações.

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História

Ao longo da história e por conta das diferentes características de cada sociedade, as grandezas eram medidas em inúmeras unidades por todo o planeta. A partir do desenvolvimento e da integração dos povos, foi necessária a padronização das medidas de grandezas.

O que são Unidades de Medida Física?

Unidade de medida física diz respeito às quantidade específica de uma certa grandeza física e que é utilizada como padrão para outras medidas.

Sistema Internacional de Unidades (SI)

Devido aos problemas que as sociedades tinham por conta da falta de padronização de unidades medidas diferentes, principalmente no comércio, foi criado o Sistema Métrico Decimal que, a princípio, adotou três unidades de medida física: 

  • Metro: medida de distâncias;
  • Litro: medida de volumes de líquidos:
  • Quilograma: medida de quantidade de massa (peso).

No entanto, à medida que a tecnologia e a ciência se desenvolveram, foi exigido um sistema padrão de medidas mais preciso. Por esse motivo, em 1960 foi criado o Sistema Internacional de Medidas (SI), que é o mais utilizado em todo o planeta atualmente.

Principais Unidades de Medida do SI

Comprimento

Metro (m): A definição de metro pode ser considerada como o comprimento da trajetória percorrida pela luz no vácuo, durante um intervalo de tempo de 1/299.792.458 de segundo. A velocidade da luz no vácuo é c = 299.792,458 km/s. 

Esta unidade foi criada na Academia de Ciências Francesa no ano 1791 e definida posteriormente como a décima milionésima parte da distância que separa o pólo da linha correspondente ao Equador terrestre. Os múltiplos do metro são o quilômetro (km), hectômetro (hm) e decâmetro (dam) e os submúltiplos são decímetro (dm), centímetro (cm) e milímetro (mm).

As conversões entre os múltiplos e submúltiplos são feitas multiplicando-se ou dividindo-se por 10.

conversao metro

Outras unidades de comprimento tradicionais:

  • Quilômetro (km): 1.000 m,
  • Palmo: 22 cm;
  • Braça: 2,2m;
  • Légua: 6 km;
  • Légua brasileira: 6,6 km.

Unidades de comprimento inglesas:

  • Polegada (in): 2,54 cm ou 0,0254 m;
  • Pé (ft): 30,48 cm ou 0,3048 m;
  • Jarda (yd): 91,44 cm ou 0,9144 m;
  • Milha (mi): 1.609 m;
  • Milha náutica: 1.852 m.

Distâncias astronômicas:

  • Ano-luz: distância percorrida pela luz no vácuo em 1 ano, igual a 9,46 trilhões de quilômetros ou 946 × 1010 km;
  • Parsec: 3,258 anos-luz ou 30,82 trilhões de quilômetros ou 3. 082 × 10¹o km;
  • Unidade astronômica (uA): distância média entre a Terra e o Sol igual a 150 milhões de quilômetros ou 150 × 106 km.

Aprenda também o que é equilíbrio.

Área

Metro quadrado (m²): Para calcular a área de um quadrado, basta multiplicar comprimento de seu lado duas vezes, ou seja, elevar ao quadrado. Portanto, a unidade de área é a unidade de comprimento elevada ao quadrado (metro).

metro-quadrado

Unidades de área tradicionais:

  • Quilômetro quadrado (km²): 1.000.000 m²;
  • Hectare (ha): 10.000 m²;
  • Alqueire mineiro: 48.400 m²;
  • Alqueire paulista: 24.200 m².

Unidades de área inglesas:

  • Polegada quadrada: 6,4516 cm² ou 0,00064516 m²;
  • Pé quadrado: 929,03 cm² ou 0,092903 m².

Volume

Metro cúbico (m³): para calcular o volume de um cubo, deve-se realizar a multiplicação do comprimento de suas arestas três vezes, ou seja, elevar ao cubo. Logo, para calcular o volume, basta elevar a unidade de comprimento ao cubo se as medidas das arestas forem iguais.

metro-cubico

Caso não, basta multiplicar o comprimento pela largura e pela altura.

Unidade de volume tradicional:

  • Litro (l): 0,001 m³.

Unidades de volume inglesas:

  • Galão inglês: 4,546 l ou 0,004546 m³;
  • Galão norte-americano: 3,785 l ou 0,003785 m³.

Estude também com o artigo sobre Energia e Trabalho.

Massa

massa

Quilograma (kg): A unidade padrão de massa no Sistema Internacional de Medidas é o quilograma, que corresponde à massa de um cilindro padrão de platina iridiada. As unidades do sistema métrico decimal de massa são: quilograma (kg), hectograma (hg), decagrama (dag), grama (g), decigrama (dg), centigrama (cg), miligrama (mg).

As conversões entre os múltiplos e submúltiplos são feitas multiplicando-se ou dividindo-se por 10.

Unidades de massa tradicionais:

  • Quilate: 0,2 g ou 0,002 kg;
  • Tonelada métrica (t): 1.000 kg.

Unidades de massa inglesas:

  • Libra ou pound (lb): 453,59 g ou 0,453 kg;
  • Tonelada inglesa: 1.016 kg; tonelada norte-americana: 907 kg;
  • Onça (oz): 28,35 g ou 0,028 kg.

Tempo

tempo

Segundo (s): O segundo é definido como a duração de 9.192.631.770 períodos da radiação correspondente à transição entre os dois níveis hiperfinos do estado fundamental do átomo de césio 133.

Unidades de tempo tradicionais:

  • Minuto (min): 60s;
  • Hora (h): 60min ou 3.600s;
  • Dia: 24h ou 1.440min ou 86. 400s;
  • Ano sideral: 365d 6h 9min 9,5s;
  • Ano trópico: 365d 5h 48min 45,8s.

Velocidade

velocidade

Metro por segundo (m/s): distância percorrida de um metro em um segundo de tempo.

Outra unidade de velocidade tradicional é o quilômetro por hora (km/h). Para fazer a conversão de km/h para m/s utiliza-se a relação.

conversao segundo

A partir daí, é possível definir a seguinte fórmula de conversão:

conversao segundo

Unidades de velocidade inglesas:

  • Milha por hora (mi/h): 1,609 km/h ou 0,4469 m/s;
  • Nó (milha náutica por hora): 1,852 km/h ou 0,5144 m/s;
  • Velocidade da luz: 299. 792. 458 m/s.

Velocidade de rotação

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Radiano por segundo (rad/s): velocidade de rotação de um corpo.

Unidade de velocidade angular tradicional:

  • Rotação por minuto (rpm): 30 rad/s

Outras Unidades de Medida

Aceleração

  • Metro por segundo ao quadrado (m/s²): constante de variação de velocidade;
  • Radiano por segundo ao quadrado (rad/s²): constante de variação de velocidade angular.

Frequência 

  • Hertz (Hz): número de ciclos completos por segundo (Hz s-¹).

Força

  • Newton (N): força que imprime uma aceleração de 1 m/s² a uma massa de 1 kg (kgm/s²), na direção da força.

Energia

  • Joule (J): energia necessária para uma força de 1N produzir um deslocamento de 1m (J N/m).

Unidades de energia tradicionais:

  • Watt-hora (Wh): 3. 600 J;
  • Quilowatt-hora (kWh): 3.600.000 J ou 3.600 kJ,
  • Eletrovolt (eV): 1,6021 × 10 J;
  • Caloria (cal): 4,1 J;
  • Quilocaloria (kcal): 4. 184 J.

Aprenda também o que é Eletrostática.

Potência

  • Watt (W): potência necessária para exercer uma energia de 1 J durante um segundo (W J/s). O fluxo de energia (elétrica, sonora, térmica ou luminosa) também é medido em watt.

Pressão

  • Pascal (Pa): força constante de 1N sobre uma superfície plana de 1m² (Pa N/m²).

Unidades de pressão tradicionais:

  • Milímetro de mercurio (mmHg): 133,32 Pa;
  • Atmosfera (atm): 101. 325 Pa.

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