Medir coisas, é importante? Conseguimos viver sem fazer medições? Por que foi adotado um sistema padrão de medidas? Sistema Internacional de Unidades (S.I), pra que serve? Revise as unidades utilizadas em Física para arrebentar no Enem.
O surgimento da agricultura e do comércio, fez com que a humanidade passasse a ter a necessidade de comparar, de maneira cada vez mais precisa, a quantidade de alimentos e de volumes, distâncias, etc. Porém, o estabelecimento de um padrão confiável para as medições foi um processo lento.
Você acredita que houve épocas em que partes do corpo humano, como os pés, os dedos polegares, a palma das mãos e os braços, foram usadas como padrões naturais de medidas? Contudo, como os corpos das pessoas, têm medidas distintas E o uso desses padrões gerava discordâncias.
Mesmo assim, ainda hoje algumas medições especificas usam como parâmetro partes do corpo humano. Isso ocorre, por exemplo, na medida da distância entre a barreira e a bola numa cobrança de falta no futebol: a distância oficial é de 9,15 metros, mas o árbitro mede essa distância de maneira aproximada, contando suas passadas. E a barreira formada pelos jogadores, sempre tentando tirar proveito da situação, quase nunca obedece, não é mesmo?
Um dos marcos na adoção de padrões universais de medidas ocorreu durante a Revolução francesa, quando a França passou a utilizar um sistema de medidas com múltiplos e submúltiplos de base 10 – o chamado Sistema Métrico Decimal. A praticidade desse sistema contribui para a criação dos Sistema Internacional de Unidades em 1960.
Hoje, apenas três nações ainda não adotaram tal sistema. São elas: Estados Unidos, Libéria e Myanmar.
Mesmo que alguns países insistam em não adotar uma padronização, é muito importante todos utilizarem as mesmas unidades de medida. Isso favorece muito as pesquisas, o comércio e a troca de informações entre nações.
Além disso, tais medições podem ser verificadas em atividades simples do cotidiano. Por exemplo, ao comprar 1 quilograma (1 kg) de feijão, 1 litro (1 l) de leite ou 200 gramas (200 g) de queijo percebe-se como a medida é uma informação fundamental.
E, assim como utilizamos as unidades de medida no dia-a-dia, a Física também recorre a medidas para melhor conhecer as grandezas envolvidas num fenômeno.
Dessa maneira, medir uma grandeza física significa compará-la com uma unidade de medida escolhida como padrão, indicando quantas vezes a grandeza contem a unidade.
Atenção! Se a medida apresentar o nome de algum cientista, a letra inicial de seu símbolo será maiúscula, caso contrário, minúscula. Exemplo: Você verá mais a frente que a unidade de medida de Força é Newton, cujo símbolo é um ene maiúsculo, 1 Newton = 1 N.
Dica: A história do Sistema Internacional de Unidades tem muita relação com a história da Física. Revise a história dessa ciência e os cientistas que mais se destacaram na física com esta aula do professor Rodinei.
Medidas de comprimento
Com uma fita métrica ou uma régua podemos medir comprimento. O metro (símbolo: m) é a unidade fundamental de comprimento do Sistema Internacional de Unidades (S.I.). O metro ainda admite múltiplos, como o quilômetro (km), e submúltiplos, como o centímetro (cm) e o milímetro (mm).
Medidas de tempo
Outra unidade importante na Física é a unidade fundamental de tempo do Sistema Internacional de Unidades (S.I.): o segundo (símbolo: s). O segundo admite também múltiplos, como o minuto (min) e a hora (h), e submúltiplos, como o milissegundo (1 ms = 10-3 s), o microssegundo (1 ms = 10-6 s) e o nanossegundo (1 ns = 10-9 s).
Parece confuso?
Nem tanto. Abaixo colocamos as duas medidas que você acabou de ver, comprimento e tempo, em quadros. Observe que fica bem mais fácil compreender:
Representações de medidas
Sempre que se mede uma grandeza, há fatores que causam imprecisões na leitura da medida. Entre esses fatores estão as eventuais inabilidades da pessoa que está medindo, falhas na fabricação dos instrumentos de medida e, principalmente, imprecisões relativas as escalas dos instrumentos.
As alterações nas medidas decorrentes desses fatores são conhecidas como erros de medida e podem ocorrer em medições de quaisquer grandezas. A ciência leva em consideração esses erros e os expressa em suas medições, aplicando o conceito de algarismos significativos e conceito de incerteza.
Mas o que são esses algarismos significativos?
Observe o exemplo:
Temos uma barra colocada bem acima de uma régua centimetrada.
Podemos afirmar com certeza que o comprimento da barra está entre 6cm e 7cm, estando muito mais próxima do de 7 cm. Mas, será que a barra tem 6,8 cm ou 6,9 cm?
O algarismo que representa a primeira casa depois da vírgula, não pode ser determinado com precisão, devendo ser estimado. Desse modo, estimamos a medida do comprimento dessa barra em 6,9 cm, onde o algarismo 6 é o correto e o algarismo 9 é duvidoso.
Os algarismos significativos de uma medida são os algarismos corretos e o primeiro duvidoso.
Notação Científica
A notação cientifica é uma maneira de escrever um número como uma multiplicação de dois outros números, na qual o primeiro fator é um número real maior ou igual a 1 e menor que 10, e o segundo fator é uma potência de base 10. Ou seja, para escrever um número real tal que 1 x 10 e n é um número inteiro. Por exemplo, os números 13,10 e 0,0032 são escritos em notação cientifica da seguinte forma:
13,10 = 1,310 . 101
0,0032 = 3,2 . 10-3
As medidas de grandezas físicas poder ser escritas usando-se a notação cientifica. Para isso, o primeiro fator da multiplicação deve ser escrito com todos os algarismos significativos que compõem a medida. Os exemplos a seguir mostram a conveniência do uso da notação cientifica.
- Sabendo que a distância da Terra ao Sol é aproximadamente de 149.600.000 km, podemos escrever:
Distância = 1496 . 105 km = 1,496 . 109 km
- Sabendo que o diâmetro do vírus da hepatite B é aproximadamente 0,000000042 m, podemos escrever:
Diâmetro = 42 . 10-7 m = 0,42 . 10-9 m
Para aprender um pouco mais sobre o Sistema Internacional de Unidades, veja a aula do prof. Rossetto:
Agora, que tal testar seus conhecimentos?
Questão 01) (UNIOESTE – PR – 2018)
Com base na teoria dos algarismos significativos, com a utilização da régua centimetrada (figura abaixo), é correto afirmar que o comprimento da barra acima da régua é
a) 7,30cm.
b) 7,35cm.
c) 7,3cm.
d) 73,0mm.
e) 7,40cm.
Gab: C
Questão 02) (UERJ – RJ – 2018)
No rótulo de um vidro de mostarda à venda no mercado, obtêm-se as seguintes informações: massa de 536 g; volume de 500 ml. Calculando a massa específica do produto em unidades do Sistema Internacional, com o número correto de algarismos significativos, encontra-se:
a) 1,07×103m-3
b) 1,1×103m-3
c) 1,07×106 m-3
d) 1,1×106 m-3
Gab: A
Questão 03) (UNCISAL – Al – 2018)
A distância aproximada entre Maceió e Recife é melhor expressa, em notação científica, por
a) 3,0 × 108 mm.
b) 3,0 × 107
c) 0,3 × 105 km.
d) 3 000 000 m.
e) 3,0 × 106 m.
Gab: A
Sobre o(a) autor(a):
Rodinei Pachani é mestre em Geofísica pela USP-SP, com licenciatura plena em matemática, possui pós-graduação em Gerência Financeira e especialização em Estatística Aplicada. Possui experiência de mais de 28 anos em sala de aula, tendo trabalhado com ensino médio, cursinhos e Faculdades. É autor do livro “Ciência ao alcance de todos” e possui um canal no YouTube onde realiza experimentos, explica conteúdos e resolve exercícios de física.