As unidades de medida — quais são e como se chamam?

Na ciência, uma unidade de medida é um “padrão” estabelecido para medir diferentes grandezas físicas como o comprimento, a massa, o tempo ou o volume.

Ao longo da história, os diferentes povos foram criando as suas próprias unidades de medida, ajustadas às suas necessidades. Acredita-se que os primeiros sistemas de medição tenham sido criados pelos habitantes do Vale do Indo no período entre 3000 a.C. e 1500 a.C. Os Egípcios, por exemplo, utilizavam o palmo (quatro dedos juntos) e o cúbito (distância do cotovelo até à ponta do dedo médio do faraó).

Não só nessa era mas também nos tempos modernos, vários países usavam diferentes unidades de medida, o que dificultava muitas vezes o comércio internacional. Assim, por forma a facilitar o comércio foi criado, em 1960, o Sistema Internacional de Unidades (SI), que definiu sete grandezas básicas, por razões históricas, nomeadamente: o tempo (segundo – s); a massa (quilograma – kg); o comprimento (metro – m); a temperatura (kelvin – K); a quantidade de substância (mole – mol); a corrente eléctrica (ampère – A) e a intensidade luminosa (candela – cd). A partir das sete grandezas base pode obter-se uma quase infinidade de outras que se chamam grandezas derivadas, como por exemplo a carga eléctrica (coulomb – C = A·s); a energia (joule – J = kg·m²/s²), a pressão (pascal – Pa = kg/(m·s²)) ou a potência (watt – W = kg·m²/s³).

Apesar da tentativa uniformização global houve três dos 203 países que não adoptaram o SI, nomeadamente Mianmar, a Libéria e os Estados Unidos. Os Estados Unidos utilizam, ainda hoje, o Sistema Imperial, cujas unidades incluem a milha (1 milha = 1,609 km); a polegada (1 polegada = 2,54 cm); a libra (1 libra = 453,6 g) ou o galão (1 galão = 3,78 l).

Na verdade, o uso do Sistema Imperial em vez do Sistema Internacional de Unidades já causou vários desgostos à NASA. O mais famoso foi a destruição do Orbitador Climático de Marte em 1999, uma nave espacial que tinha como objectivo estudar o clima do planeta Marte. A nave espacial deveria ter entrado na órbita de Marte a uma altitude de 140 a 150 km da superfície. No entanto, devido a um erro de cálculo, a manobra de inserção orbital foi feita a uma altitude de 57 km, o que causou a sua destruição pela fricção com a atmosfera do planeta. O erro deveu-se ao facto de a equipa que controlava a nave ter usado as medidas inglesas para calcular os parâmetros para a manobra de inserção orbital, enviando-os à nave, cujos sistemas apenas realizavam cálculos no sistema métrico. O erro custou à NASA 125 milhões de dólares.

Os países que adoptaram oficialmente o sistema métrico (verde). Apenas três das 203 nações não adoptaram oficialmente o Sistema Internacional de Unidades como seu sistema principal ou único de medição: Mianmar, Libéria e Estados Unidos.

Enquanto que muitas das unidades de medida foram definidas por bases científicas, outras usaram padrões físicos. Por exemplo, o metro foi definido em 1983 como a distância percorrida pela luz no vácuo numa fracção 1/299792458 de um segundo. Já o quilograma foi definido, em 1889, a partir da massa de um cilindro metálico denominado “Grande K”, cujo original foi conservado no Escritório Internacional de Pesos e Medidas, em Paris. No entanto, constatou-se, em comparação com outros protótipos, que o cilindro tinha ganhado 50 microgramas na sua massa, devido a partículas que tinha absorvido da atmosfera. Assim, em 16 de Novembro de 2018, na 26.ª Conferência Geral de Pesos e Medidas, 60 países aprovaram uma nova revisão do SI, que alterou as definições de quilograma, ampere, Kelvin e mole e que não dependem de qualquer objecto físico. As novas definições entraram em vigor a 20 de maio de 2019.

As sete constantes que definem o SI são agora:

  • Frequência hiperfina do Césio;
  • A velocidade da luz no vazio;
  • A constante de Planck;
  • A carga eléctrica;
  • A constante de Boltzmann;
  • A constante de Avogadro; e
  • a eficácia luminosa de uma radiação visível definida.

Apesar de na nossa vida diária nada se alterar, estas mudanças vêm garantir a estabilidade futura do SI e abrir uma oportunidade para o uso de novas tecnologias, como as tecnologias quânticas.

Erros Comuns na escrita das unidades do SI — Curiosidades

O nome das unidades deve ser sempre escrito em letra minúscula, excepto quando o nome estiver no início da frase ou no caso de “grau Celsius”. É até com muita recorrência que vemos escrito em jornais, na televisão ou até mesmo nas autoestradas a unidade Km em vez de km (ou Kg em vez de kg). Sendo “K” o símbolo de grau Kelvin, estaríamos na verdade a referir-nos a outras unidades que podem até nem existir. Quilograma ou 1000 gramas é derivado de kilo+grama = kg. Quilómetro ou 1000 metros é derivado de kilo+metro = km.

Título da notícia do DN/Lusa de 20 de maio de 2019 que usa o símbolo Kg em vez de kg.

É também importante referir que apenas o nome da unidade pode ser escrito no plural, isto é, não podemos escrever 5 mts em vez de 5 m,  5 kgs em vez de 5 kg ou 5 hs em vez de 5 h.

Outro erro muito comum é quando se diz “duzentas gramas” em vez de “duzentos gramas” [link]. O grama é uma unidade derivada do quilograma e, por isso, é um substantivo masculino, da mesma forma que o metro ou o segundo.

Por fim, o peso. Tal como “a grama”, é com muita frequência que nos referimos à massa chamado-a de ‘peso’. Na verdade não são grandezas completamente diferentes, mas enquanto que uma varia a outra é constante e, por isso, não são a mesma coisa. O peso (medido em Newtows – N) é uma força que atrai os corpos para a superfície do planeta e que, por isso, depende da força da gravidade. A forma mais simples de perceber a diferença é a seguinte: se a massa de uma pessoa no planeta Terra for de 50 kg, sê-lo-á também na Lua ou em qualquer outro planeta do Sistema Solar, no entanto, o peso será diferente. Uma vez que o peso é igual à massa da pessoa multiplicada pela força da gravidade do planeta, os seus valores em diferentes corpos celestes seriam os seguintes:

  • P_Terra = 50 kg × 9,81 m/s2 = 490,5 N
  • P_Lua = 50 kg × 1,62 m/s2 = 81 N
  • P_Júpiter = 50 kg × 24,8 m/s2 = 1240 N
  • P_Sol = 50 kg × 273,42 m/s2 = 13671 N
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