Descrição padrão das unidades de medidas - AEDB

[Pages:15]1 ARTIGO CI?NT?FICO

Descri??o padr?o das unidades de medidas

Resumo

Anderson Pereira de Oliveira1 Rodnei de Paula Oliveira2 Julio Cesar Carneiro Junior3

Nos cursos em que a ?nfase recai no estudo dos princ?pios de medi??o de grandezas f?sicas e caracter?sticas de equipamentos para sistemas de medi??o, as t?cnicas de medi??o, os padr?es de medidas, etc. S?o, em geral, tratadas de maneira apenas superficial e sob uma ?tica tradicional, sem a linguagem do VIM (Vocabul?rio Internacional de Termos Fundamentais e Gerais de Metrologia) e sem as diretrizes do Guia (INMETRO, 1998). Considerando esta situa??o, o objetivo deste artigo ? o de estabelecer uma comunica??o que possa servir de base para elabora??o de cursos, de gradua??o envolvendo de maneira integrada o tema metrologia. Empregando uma l?gica tradicional, as unidades - disciplinas, etc. Passam a ser definidas por resultados do aprendizado, que traduzem as compet?ncias que o estudante precisa demonstrar ter adquirido para ser aprovado. Os tradicionais conte?dos aparecem como decorr?ncia das estrat?gias de ensino/aprendizagem.

Palavras-chave: Metrologia. Nomenclacutara.

1 Graduando em Engenharia de Produ??o, pela AEDB (Associa??o Educacional Don Bosco). e-mail: uapoli@ 2 Graduando em Engenharia de Produ??o, pela AEDB (Associa??o Educacional Don Bosco). e-mail: Rodnei-oliveira@.br 3 Graduando em Engenharia de Produ??o, pela AEDB (Associa??o Educacional Don Bosco). e-mail: Julio.junior2@

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Introdu??o

A metrologia aplica-se a todas as grandezas determinadas. Nenhum processo f?sico/qu?mico permite que se obtenha rigorosamente uma dimens?o prefixada. Por essa raz?o, ? necess?rio conhecer a grandeza, antes de se escolherem os meios de fabrica??o e controle convenientes. O conceito de medir traz, em si, uma ideia de compara??o. Medir ? comparar uma dada grandeza com outra da mesma esp?cie, tomada como unidade. Quando se diz que um determinado comprimento tem dois metros, pode-se afirmar que ele ? a metade de outro de quatro metros. Portanto, para se medir um comprimento, devese primeiramente escolher outro que sirva como unidade e verificar quantas vezes a unidade cabe dentro do comprimento por medir. Uma superf?cie s? pode ser medida com unidade de superf?cie, um volume, com unidade volume; uma velocidade, com unidade de velocidade; uma press?o, com unidade de press?o, etc.

O Sistema Internacional de Unidades ? SI

As informa??es aqui apresentadas ir?o ajudar a compreender melhor e a escrever corretamente as unidades de medida adotadas no Brasil. A necessidade de medir ? muito antiga e remete ? origem das civiliza??es. Por longo tempo, cada povo teve o seu pr?prio sistema de medidas, baseado em unidades arbitr?rias e imprecisas como, por exemplo, aquelas baseadas no corpo humano: palmo, p?, polegada, bra?a, c?vado. Isso criava muitos problemas para o com?rcio, porque as pessoas de uma regi?o n?o estavam familiarizadas com o sistema de medidas das outras regi?es. Imagine a dificuldade em comprar ou vender produtos cujas quantidades eram expressas em unidades de medida diferentes e que n?o tinham correspond?ncia entre si. A civiliza??o ocidental testemunhou, com a crise do feudalismo, transforma??es pol?ticas e econ?micas que criaram a necessidade de conciliar os interesses da nobreza aos da crescente burguesia mercantil. A forma??o dos Estados Nacionais tinha por caracter?sticas marcantes a cria??o de unidades monet?rias; de um idioma nacional; e a padroniza??o de pesos e medidas, para facilitar as trocas comerciais. Posteriormente, muitos outros pa?ses adotaram o sistema, inclusive o Brasil, aderindo ? Conven??o do Metro, de 20 de maio de 1875. O Sistema M?trico Decimal adotou, inicialmente, tr?s unidades b?sicas de medida: o metro, o quilograma e o segundo. O desenvolvimento cient?fico e tecnol?gico passou a exigir medi??es cada vez mais precisas e diversificadas. Variadas modifica??es ocorreram at? que, em 1960, o de Unidades (SI), mais complexas e sofisticadas, foi

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consolidado pela 11? Confer?ncia Geral de Pesos e Medidas. O SI foi adotado tamb?m pelo Brasil em 1962, e ratificado pela Resolu??o n? 12 (de 1988) do Conselho Nacional de Metrologia, Normaliza??o e Qualidade Industrial - Conmetro, (Conselho Nacional de Metrologia, Normaliza??o e Qualidade Industrial) tornando-se de uso obrigat?rio em todo o Territ?rio Nacional.

Nome e S?mbolo (como escrever as unidades SI)

As unidades SI podem ser escritas por seus nomes ou representadas por meio de s?mbolos. Como unidade de comprimento metro (m) a unidade de tempo, o segundo (s). Os nomes das unidades SI s?o escritos sempre em letra min?scula. Como: quilograma, newton, metro c?bico. Exce??o: No in?cio da frase e "grau Celsius". Quanto ? pron?ncia correta. O acento t?nico recai sobre a unidade e n?o sobre o prefixo. Como acontece com: micrometro, hectolitro, milisegundo, centigrama. Exce??es: quil?metro, hect?metro, dec?metro, dec?metro, cent?metro e mil?metro. O s?mbolo n?o ? abreviatura, o s?mbolo ? um sinal convencional e invari?vel utilizado para facilitar e universalizar ? escrita e a leitura das unidades SI. Por isso n?o ? seguidos de ponto. O s?mbolo n?o tem plural. O s?mbolo ? invari?vel; n?o ? seguido de "s".

Tabela 1: Unidade / simbologia.

Unidade

Certo

Errado

cinco metros

5 m

5ms

dois quilogramas

2 kg

2kgs

oito horas

8 h

8hs

Fonte: INMETRO

Toda vez que voc? se refere a um valor ligado a uma unidade de medir, significa que, de algum modo, voc? realizou uma medi??o, deixe sempre um espa?o entre o valor medido e a unidade de medi??o. O que voc? expressa ?, portanto, o resultado da medi??o, que apresenta as seguintes caracter?sticas b?sicas:

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Figura 1: Nomenclatura padr?o.

Unidade composta

Ao escrever uma unidade composta, n?o misture nome com s?mbolo.

Tabela 2: Unidade / simbologia.

Certo

Errado

quil?metro por hora

quil?metro/h

km/h

km/hora

metro por segundo m/s

metro/s m/segundo

Fonte: INMETRO

O grama

O grama pertence ao g?nero masculino. Por isso, ao escrever e pronunciar essa unidade, seus m?ltiplos e subm?ltiplos, fa?a a concord?ncia corretamente. Exemplos: dois quilogramas, quinhentos miligramas, duzentos e dez gramas, oitocentos e um gramas.

Prefixo quilo

O prefixo quilo (s?mbolo k) indica que a unidade est? multiplicada por mil. Portanto, n?o pode ser usado sozinho.

Tabela 3: Unidade / simbologia.

Certo

Errado

quilograma; kg

quilo; k

Fonte: INMETRO

Use o prefixo quilo da maneira correta.

Tabela 4: Unidade / simbologia.

Certo

Errado

quil?metro

kil?metro

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Medidas de tempo

quilograma

kilograma

quilolitro

kilolitro

Fonte: INMETRO

Ao escrever as medidas de tempo, observe o uso correto dos s?mbolos para hora, minuto e segundo.

Tabela 5: Unidade / simbologia.

Certo

Errado

9 h 25 min 6 s

9:25h 9h 25? 6??

Fonte: INMETRO

Obs: Os s?mbolos ' e " representam minuto e segundo em unidades de ?ngulo plano e n?o de tempo.

Principais unidades SI

Tabela 6: Unidade / nome / simbologia.

Grandeza

Nome

comprimento

metro

?rea

metro quadrado

volume

metro c?bico

?ngulo plano

radiano

tempo

segundo

freq??ncia

hertz

velocidade

metro por segundo

acelera??o

metro por segundo por segundo

massa

quilograma

massa espec?fica

quilograma por metro c?bico

vaz?o

metro c?bico por segundo

quantidade de mat?ria

mol

for?a

newton

press?o

pascal

trabalho, energia quantidade de calor

joule

pot?ncia, fluxo de energia

watt

S?mbolo m m? m? rad s Hz m/s

m/s?

kg

kg/m?

m?/s

mol N Pa

J

W

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corrente el?trica

amp?re

A

carga el?trica

coulomb

C

tens?o el?trica

volt

V

resist?ncia el?trica

ohm

condut?ncia

siemens

S

capacit?ncia

farad

F

temperatura Celsius

grau Celsius

?C

temp. termodin?mica

kelvin

K

intensidade luminosa

candela

cd

fluxo luminoso

l?men

lm

iluminamento

lux

lx

Fonte: INMETRO

Algumas unidades em uso com o SI, sem restri??o de prazo.

Tabela 7: Grandezas em uso sem restri??o de prazo.

Grandeza

Nome

S?mbolo

Equival?ncia

volume

litro

l ou L

0,001 m?

?ngulo plano

grau

?

/180 rad

?ngulo plano

minuto

?

/10 800 rad

?ngulo plano

segundo

??

/648 000 rad

massa

tonelada

t

1 000 kg

tempo

minuto

min

60 s

tempo

hora

h

3 600 s

velocidade angular

rota??o por minuto

rpm

/30 rad/s

Fonte: INMETRO

Algumas unidades fora do SI, admitidas temporariamente.

Tabela 8: Grandezas admitidas temporariamente.

Grandeza

Nome

S?mbolo

Equival?ncia

press?o press?o

atmosfera

atm

bar

bar

101 325 Pa 105 Pa

press?o

mil?metro de merc?rio

mmHg

133,322 Pa aprox.

quantidade de calor

caloria

cal

?rea

hectare

ha

4,186 8 J 104 m?

for?a

quilogramafor?a

kgf

9,806 65 N

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comprimento velocidade

milha mar?tima

n? Fonte: I NMETRO

1 852 m (1852/3600)m/s

Prefixos das unidades SI (Multiplos e submultiplos ).

Para formar o m?ltiplo ou subm?ltiplo de uma unidade, basta colocar o nome do prefixo desejado na frente do nome desta unidade. O mesmo se d? com o s?mbolo. Para multiplicar e dividir a unidade volt por mil. quilo + volt = quilovolt; k x V = kV mili + volt = milivolt ; m x V = mV Os prefixos SI tamb?m podem ser empregados com unidades fora do SI. Com o milibar; quilocaloria; megatonelada; hectolitro. Por motivos hist?ricos, o nome da unidade SI de massa cont?m um prefixo: quilograma. Por isso, os m?ltiplos e subm?ltiplos dessa unidade s?o formados a partir do grama. O BIPM (Bureau Internacional de Pesos e Medidas) foi criado pelo artigo 1? da Conven??o do Metro, no dia 20 de maio de 1875, com a responsabilidade de estabelecer os fundamentos de um sistema de medi??es, ?nico e coerente, com abrang?ncia mundial. O sistema m?trico decimal, que teve origem na ?poca da Revolu??o Francesa, tinha por base o metro e o quilograma. Pelos termos da Conven??o do Metro, assinada em 1875, os novos prot?tipos internacionais do metro e do quilograma foram fabricados e formalmente adotados pela primeira CGPM, (Confer?ncia Geral de Pesos e Medidas), em 1889. Este sistema evoluiu ao longo do tempo e inclui, atualmente, sete unidades de base. Em 1960, a 11? CGPM decidiu que este sistema deveria ser chamado de Sistema Internacional de Unidades, SI (Syst?me international d'unit?s, SI). O SI n?o ? est?tico, mas evolui de modo a acompanhar as crescentes exig?ncias mundiais demandadas pelas medi??es, em todos os n?veis de precis?o, em todos os campos da ci?ncia, da tecnologia e das atividades humanas. As sete unidades de base do SI, listadas na defini??o, fornecem as refer?ncias que permitem definir todas as unidades de medida do Sistema Internacional. Com o progresso da ci?ncia e com o aprimoramento dos m?todos de medi??o, torna-se necess?rio revisar e aprimorar periodicamente as suas defini??es. Quanto mais exatas forem as medi??es, maior deve ser o cuidado para a realiza??o das unidades de medida.

Defini??o

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Grandeza: Unidade, s?mbolo: defini??o da unidade. Comprimento: metro, m: o metro ? o comprimento do trajeto percorrido pela luz no v?cuo durante um intervalo de tempo de 1/299 792 458 do segundo. Assim, a velocidade da luz no v?cuo, C, ? exatamente igual a 299 792 758 m/s. Massa: quilograma, Kg: O quilograma ? a unidade de massa, igual ? massa do prot?tipo internacional do quilograma. Assim, a massa do prot?tipo internacional do quilograma, m(K), ? exatamente igual a 1 Kg. Tempo: segundo, s: O segundo ? a dura??o de 9 192 631 770 per?odos da radia??o correspondente ? transi??o entre os dois hiperfinos do estado fundamental do ?tomo de c?sio 133. Assim, a frequ?ncia da transi??o hiperfina do estado fundamental do ?tomo de c?sio 133 v(hfs Cs), ? exatamente igual a 9 192 631 770 Hz. Corrente el?trica: ampere, A: O ampere4 ? a intensidade de uma corrente el?trica constante que, mantida em dois condutores paralelos, retil?neos, de comprimento infinito, de se??o circular desprez?vel, e situado ? dist?ncia de 1 metro entre si, no v?cuo, produziria entre esses condutores uma for?a igual a 2x10 N/m de comprimento. Assim, a constante magn?tica, , tamb?m conhecida como permeabilidade v?cuo, ? exatamente igual a 4x10 H/m. Temperatura termodin?mica: Kelvin, K: unidade de temperatura termodin?mica, ? a fra??o 1/273,16 da temperatura termodin?mica no ponto tr?plice da ?gua. Assim, a temperatura do ponto tr?plice da ?gua, Tpta, ? exatamente igual a 273,16 K. Quantidade de subst?ncia: mol, mol: O mol ? quantidade de subst?ncia de um sistema contendo tantas entidades elementares quantos ?tomos existem em 0,012 quilograma de carbono 12. Quando se utiliza o mol, as entidades elementares devem ser especificadas, podendo ser ?tomos, mol?culas, ?ons, el?trons, assim como outras part?culas, ou agrupamentos especificados dessas part?culas. Assim, a massa molar do carbono 12, M(??C), ? exatamente igual a 12 g/mol. Intensidade luminosa: candela, cd: A candela ? a intensidade luminosa, numa dada dire??o, de uma fonte que emite uma radia??o monocrom?tica de frequ?ncia 540x10?? Hz e cuja intensidade energ?tica nessa dire??o ? 1/683 watt por esterradiano. Assim, a efic?cia luminosa espectral, K, da radia??o monocrom?tica de frequ?ncia 540x10?? Hz ? exatamente igual a 683 Lm/W.

4 A palavra ampere era grafada antigamente com o acento grave no primeiro e- amp?re. Modernamente essa pr?tica foi abandonada conforme explica Antonio Houaiss em seu Dicion?rio. (HOUAISS, Antonio; VILLAR, Mauro de Salles. Dicion?rio Houaiss da L?gua Portuguesa. 1. Ed. Rio de Janeiro: Editora Objetiva Ltda. 2011, p. 196).

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