Unidades de Medidas / Ordem de Grandeza

Unidades de Medidas

A necessidade de medir é muito antiga e remonta à origem das civilizações. Por longo tempo cada país, cada região, cada cidade teve seu próprio sistema de medidas. Essas unidades de medidas, entretanto, eram geralmente arbitrárias e imprecisas, como por exemplo, aquelas baseadas no corpo humano: palmo, pé, polegada, braça, côvado (antiga medida de comprimento equivalente a 66 cm).

Isso criava muitos problemas para o comércio, porque as pessoas de uma região não estavam familiarizadas com o sistema de medir das outras regiões, e também porque os padrões adotados eram, muitas vezes, subjetivos. As quantidades eram expressas em unidades de medir pouco confiáveis, diferentes umas das outras e que não tinham correspondência entre si.

Em 1789, numa tentativa de resolver esse problema, o Governo Republicano Francês pediu à Academia de Ciências da França que criasse um sistema de medidas baseado numa “constante natural”, ou seja, não arbitrária. Assim foi criado o Sistema Métrico Decimal, constituído inicialmente de três unidades básicas: o metro, que deu nome ao sistema, o litro e o quilograma (posteriormente, esse sistema seria substituído pelo Sistema Internacional de Unidades - SI).

O Sistema Internacional de Unidades - SI foi sancionado em 1960 pela Conferência Geral de Pesos e Medidas e constitui a expressão moderna e atualizada do antigo Sistema Métrico Decimal, ampliado de modo a abranger os diversos tipos de grandezas físicas, compreendendo não somente as medições que, ordinariamente, interessam ao comércio e à indústria (domínio da metrologia legal), mas estendendo-se completamente a tudo o que diz respeito à ciência da medição.

O Brasil adotou o Sistema Internacional de Unidades - SI em 1962. A Resolução nº 12 de 1988 do Conselho Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial - CONMETRO ratificou a adoção do SI no País e tornou seu uso obrigatório em todo o território nacional.

Em Física há 7 grandezas principais. Abaixo está um quadro com estas grandezas e suas unidades de medidas.

Ordem de grandeza – Notação Científica

Além das unidades métricas básicas descritas acima, há prefixos para indicar quantidades maiores ou menores. Estes prefixos indicam ordens de grandeza e utilizam a notação científica como meio matemático.

A matemática é um instrumento importante para a física. De modo geral as leis da física são expressas por equações envolvendo grandezas tais como comprimento, área, volume, peso, temperatura, etc. As medidas dessas grandezas são dadas por números e ao representarem esses números os físicos usam um tipo especial de notação denominada Notação Científica.

A Notação Científica expressa a ordem de grandeza das medidas, ou seja, o quanto algo é muito grande ou muito pequeno. Essa notação usa as potências de 10. Assim, antes de apresenta-la vamos recordar algumas noções da matemática, por meio de exemplos.

Velocidade

A velocidade escalar média nos fornece a seguinte informação: quanto um objeto percorreu determinada distância em determinado intervalo de tempo. Para isso utilizamos a equação:

No entanto, no Brasil, utilizamos a unidade km/h para caracterizar a velocidade dos objetos. Sendo que no SI a distância é medida em metro (m) e o tempo em segundos (s), temos de saber fazer a conversão de km/h para m/s e vice-versa.

Exemplos

1 – A velocidade da luz é da ordem de 299 792 458 m/s. É algo bastante grande. De que maneira você representaria esta velocidade utilizando notação científica.

2 – Se o prefixo centi refere-se em notação científica a 10^-2 que é o mesmo que 0,01, como você representaria a carga do elétron que -1,6 x 10^-19?

3 – Faça a conversão de velocidade que se pede:

a) 36 km/h em m/s à                       b) 20 m/s em km/h à  

Exercícios

1) Escreva os números utilizando a forma de potência de 10

a) um milhão

b) um décimo

c) um trilhão

d) cem mil

d) um milésimo

2) Escreva os números abaixo em notação cientifica:

a) A distância média entre o Sol e a Terra é de 149 600 00Km

b) A massa do Sol é de aproximadamente1 989 000 000 000 000 000 000 000 000 000 Kg

c) O diâmetro do Sol é 1 390 000 Km.

d) A velocidade da luz é de aproximadamente 300 000 000 m/s

e) O raio de um átomo é de 0,00000000005 mm.

3) A distância de Madri a Nova Iorque é de aproximadamente 5600 quilômetros. Um avião percorre essa distância em 7 horas. Qual é a sua velocidade média em km/h e em m/s?

4) Um foguete é lançado à Lua com velocidade constante de 17500 km/h, gastando 22 horas na viagem. Calcule, com esses dados, a distância da Terra à Lua em quilômetros. Em seguida, converta a velocidade 17500 km/h para m/s.