Unidades de Medida Unidades de Medida M E T TABELA DE UNIDADES Unidades de Medida M E T METROLOGIA Antonio Augusto Morini Gianpaulo Alves Medeiros Luzerna, 2 de março de 2016 Unidades de Medida M Histórico Unidades de medidas lineares baseadas em partes do corpo humano (~4000 a.C.) E T Antigo testamento (gênesis) arca de Noé em côvados (1 côvado equivale a 3 palmos, aproximadamente 66cm) Egípcios (4800 anos atrás) cúbito (distância entre o cotovelo a ponta do dedo médio. 3 Unidades de Medida M Histórico E T Antigo testamento (gênesis) arca de Noé em côvados (1 côvado equivale a 3 palmos, aproximadamente 66cm) Egípcios (4800 anos atrás) cúbito (distância entre o cotovelo a ponta do dedo médio) Problema tamanhos diferentes para a mesma unidade cúbito padrão barras de pedra, madeira, gravados em paredes Gregos (500 a.C.) subdivisões do cúbito: palmo (fechado) e dígito (dedo) 4 Unidades de Medida Padrões de medidas M E T Possibilidade de verificação (“referência universal”) Padrões: palmo, pé, polegada, passo Unidades de Medida M Padrões de medidas E T Padrões: côvado, cúbito, jarda, braça 6 Unidades de Medida M Histórico E T Idade Antiga (Roma) troca-se o cúbito pelo pé (12 polegadas) Idade Média padrão romano + jarda Inglaterra (século XIV) polegada, pé, jarda e milha Rei Eduardo 1 polegada = 3 grãos secos de cevada Necessidade de um padrão de medida único Século XVII sistema métrico decimal 7 Unidades de Medida Unidades base do Sistema Internacional M E T As unidades de base do Sistema Internacional são: comprimento: o metro (dimensão: L, símbolo: m) massa: o quilograma (dimensão: M, símbolo: kg) tempo: o segundo (dimensão: T, símbolo: s) intensidade elétrica: o ampère (dimensão: I, símbolo: A) temperatura termodinâmica: o kelvin (dimensão: θ, símbolo: K) quantidade de matéria: o mol (dimensão: N, símbolo: mol) intensidade luminosa: a candela (dimensão: J, símbolo: cd) Unidades de Medida Comprimento M E T O metro é o comprimento do trajeto percorrido pela luz no vácuo durante um intervalo de tempo de 1/299.792.458 de segundo. Incerteza da realização: 1.10-11 m Unidades de Medida M Massa E T O quilograma é a unidade de massa (não de peso nem de força); ele é igual a massa do protótipo internacional do quilograma (protótipo de platina iridiana). Incerteza da realização: 2.10-9 kg Barra de platina iridiana 06/22 Unidades de Medida Tempo O segundo é 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. Incerteza da realização: 3.10-14 s M E T Unidades de Medida Temperatura O Kelvin, unidade da temperatura termodinâmica é a fração 1/273,6 da temperatura termodinâmica no ponto tríplice da água. Incerteza da realização: 2.10-4 K M E T Unidades de Medida M Sistemas de Medida SI - MKS – E CGS – FPS – Internacional metro/quilo/seg. cent./grama/seg. feet/pound/sec. Comprimento m m cm feet Massa Kg Kg g pound (lb) Tempo s s s s Corrente elétrica A A A A Temperatura K °C °C °F Quantidade de matéria mol mol mol mol Velocidade m/s m/s cm/s miles/h Força N Kgf d (dina) lbf Pressão P Kgf/cm2 d/cm2 lbf/pol2 Energia, trabalho, calor J Kg.m e (erg) ft.lb/s W CV (Kgf.m/s) e/s HP(lbf.ft/s) Kg/m3 Kg/m3 g/cm3 lb/pol3 Potência Massa específica T Unidades de Medida Potência Um cavalo-vapor (CV) representa o equivalente a 75 kg·m·s-1, sendo a força necessária para erguer uma massa de 75 Quilos a uma altura de um (1) metro em um (1) segundo. Um Horse Power (HP) é a potência necessária para elevar, verticalmente, uma massa de 33.000 libras a uma altura de um (1) pé em um (1) minuto. Convertendo CV e HP para Watts, temos que: 1 CV = 735,5 W 1 HP = 745,7 W Ou seja, 1CV = 0,9863 HP e, 1 HP = 1,0139 CV. M E T Unidades de Medida M Força E T Quilograma-força é uma unidade definida como sendo a força exercida por uma massa de um quilograma sujeita a certa gravidade. É abreviada como kgf e, algumas vezes, erroneamente, apenas kg. Ao se converter 1 kgf para newton (N), o valor é numericamente igual à gravidade local. Na Lua, por exemplo, um 1 kgf equivale a 1,62202 newtons. Ainda que a força da gravidade varie de ponto para ponto do globo, é considerado o valor padrão de 9,80665 m/s2. Assim um quilograma-força na Terra é por definição igual a 9,80665 newtons 12/22 Unidades de Medida M Sistema Métrico Decimal MULTIPLOS E SUBMULTIPLOS DO METRO Nome Símbolo Fator de multiplicação Terametro Tm 1012 = 1 000 000 000 000 m Gigametro Gm 109 = Megametro Mm 106 = Quilômetro km 103 = Hectômetro hm 102 = Decâmetro dam 101 = Metro m 1 = 1m Decímetro dm 10-1 = Centímetro cm 10-2 = Milímetro mm 10-3 = Micrometro 10-6 = m Nanômetro nm 10-9 = Picometro pm 10-12 = E T 16 Unidades de Medida M Sistema Métrico Decimal E T Múltiplos e submúltiplos: Algumas áreas da atividade profissional, convencionaram como unidade básica de medida de suas grandezas, múltiplos ou submúltiplos da unidade padrão, por razões práticas, econômicas ou de precisão O quilômetro é adotado como unidade de medida de distâncias geográficas, políticas e rodoviárias O metro é adotado como unidade de medida na construção civil, medição de terrenos, construções, cômodos e quantidades de material O centímetro é adotado como unidade base na marcenaria e carpintaria O milímetro é adotado como unidade de medida básica na construção mecânica O micrômetro na mecânica de precisão 17 Unidades de Medida M Sistema Métrico Decimal E T Conversão de unidades de medidas lineares Idéia básica: Para converter unidades de medidas lineares, basta multiplicar ou dividir o valor pela sua equivalência em relação a unidade que se quer obter Desta forma, se quiser transformar um valor de medida de unidade maior para uma unidade de medida menor, é só multiplicar por seu equivalente. Se for transformar um valor de unidade menor para maior, divide-se pelo seu equivalente Exemplos: 1,72m para cm? 27mm em cm? 18 Unidades de Medida M Sistema Métrico Decimal E T Conversão de unidades de medidas de áreas Uma unidade de medida de área é expressa pelo produto de duas unidades de medidas lineares (largura e comprimento de uma superfície) no que resulta em um unidade linear ao quadrado, (mm2, cm2, m2, km2) Para transformar uma unidade em outra, deve-se multiplicar ou dividir pelo seu equivalente linear, elevado ao quadrado. Se preferir utilizar o jogo de vírgula, deve-se deslocar de duas em duas casas Exemplos: 1,72 m2 para cm2 ?? 876 mm2 em cm2?? 876 mm2 = 876 / (10 x 10) = 876 x 10-2 = 8,76 cm2 19 Unidades de Medida M Sistema Métrico Decimal E T • Conversão de unidades de medidas de volumes – As unidades de medidas de volume são expressas pelo produto de três medidas lineares (comprimento, largura e altura de um sólido) no que nestes casos resulta em uma unidade cúbica, (mm3, cm3, m3) – Para converter uma unidade de volume em outra, deve-se multiplicar pelo seu equivalente linear, elevado ao cubo, ou se preferir utilizar o jogo com a vírgula, deve se deslocar de três em três casas – Exemplos: 1,72 m3 para cm3?? 876 mm3 em cm3?? 876 mm3 = 876 / (10 x 10 x 10) = 876 x 10-3 = 0,876 cm3 20 Unidades de Medida M E T FIM