As unidades básicas do Sistema Internacional são as sete unidades independentes de medida (ou unidades fundamentais ) do Sistema Internacional a partir das quais todas as outras unidades, conhecidas como unidades derivadas , são obtidas por análise dimensional .
Essas unidades são consideradas independentes na medida em que tornam possível medir quantidades físicas independentes. No entanto, a definição de uma unidade pode envolver a de outras unidades.
As definições das unidades básicas do Sistema Internacional usam fenômenos físicos reproduzíveis.
Apenas o quilograma ainda estava definido em relação a um objeto material passível de se deteriorar, mas essa particularidade acabou em 20 de maio de 2019, na sequência de uma decisão tomada em novembro de 2018pela Conferência Geral de Pesos e Medidas .
Tamanho físico | Símbolo de grandeza | Símbolo de dimensão | Nome da unidade |
Símbolo da unidade |
Descrição |
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Comprimento | , Etc. | eu | metro | m |
O metro "é definido tomando o valor numérico fixo da velocidade da luz no vácuo, c , igual a 299 792 458 quando é expresso em m / s , sendo o segundo definido em função de ∆ ν Cs " . Antes de o 20 de maio de 2019, o metro era "o comprimento do caminho percorrido no vácuo pela luz durante um período de 1/299 792 458 de segundo" . Historicamente, a primeira definição oficial e prática do metro (1791) referia-se à circunferência da Terra e valia 1 / 20.000.000 de um meridiano geográfico. Anteriormente, o metro como uma unidade de medida decimal universal proposta era definido como o comprimento de um pêndulo que oscila com meio período de um segundo. |
Massa | m | M | quilograma | kg |
O kg "é definida tomando o valor numérico da constante de Planck, h , fixado em 6,626 070 15 × 10 -34 J s (ou kg m 2 s -1 ), o medidor e o segundo ser definida como uma função de c e ∆ ν Cs ” . Antes de o 20 de maio de 2019, o quilograma era a massa do protótipo internacional do quilograma. Este último, composto por uma liga de platina e irídio (90% / 10%), é mantido no Bureau Internacional de Pesos e Medidas em Sèvres, França . Historicamente, o quilograma (originalmente denominado sepultura ) era definido como a massa de um decímetro cúbico ( dm 3 ) de água, ou um litro de água. O grama foi definido como a massa de um centímetro cúbico de água a uma temperatura de 4 ° C , que corresponde a uma densidade máxima . |
Tempo , duração | t | T | segundo | s |
O segundo "é definido tomando o valor numérico fixo da frequência de césio, ∆ ν Cs , a frequência da transição hiperfina do estado fundamental do átomo de césio 133 não perturbado, igual a 9 192 631 770 quando expresso em Hz , unidade igual a s −1 ” . Antes de o 20 de maio de 2019, a segunda foi "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 " à temperatura do zero absoluto . O segundo foi originalmente definido a partir da duração do dia terrestre, dividido em 24 horas de 60 minutos, cada uma delas durando 60 segundos (ou 86.400 segundos por dia). |
Energia elétrica | eu | ampère | NO |
O ampere "é definido fixando o valor numérico da carga elementar e igual a 1,602 176 634 × 10 −19 quando é expresso em C , unidade igual a As , sendo o segundo definido em função de ∆ ν Cs " . Antes de o 20 de maio de 2019, o ampere era "a intensidade de uma corrente constante que, mantida em dois condutores retilíneos paralelos de comprimento infinito, de seção circular desprezível e colocados a uma distância de um metro um do outro no vácuo, produziria entre esses condutores uma força igual para 2 × 10 -7 newtons por metro de comprimento ” . |
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Temperatura termodinâmica | T | Θ ( teta ) | Kelvin | K |
O kelvin “é definido tomando o valor numérico fixo da constante de Boltzmann , k , igual a 1,380 649 × 10 −23 quando é expresso em J K −1 , unidade igual a kg m 2 s −2 K −1 , o quilograma, o metro e o segundo sendo definidos em função de h , c e ∆ ν Cs ” . Antes de o 20 de maio de 2019, o Kelvin era "a fração 1/273,16 da temperatura termodinâmica do ponto triplo da água " . |
Quantidade de matéria | não | NÃO | toupeira | mol |
“Uma toupeira contém exatamente 6.022 140 76 × 10 23 entidades elementares. “ Este número de entidades elementares é chamado de número de Avogadro . Antes de o 20 de maio de 2019, a toupeira era "a quantidade de matéria em um sistema que contém tantas entidades elementares quantos são os átomos em 0,012 quilograma de carbono 12 " . “Ao usar a toupeira, as entidades elementares devem ser especificadas e podem ser átomos, moléculas, íons, elétrons, outras partículas ou grupos específicos de tais partículas. " |
Intensidade da luz | J | candela | CD |
Candela "é definida tomando o valor de ajuste digital da eficácia luminosa da frequência monocromática de radiação 540 x 10 12 Hz , igual a 683 quando expresso em lm W -1 , unidade igual a cd sr W −1 ou cd sr kg −1 m −2 s 3 , o quilograma, o metro e o segundo sendo definidos em função de h , c e ∆ ν Cs ” . Antes de o 20 de maio de 2019, O candela foi "a intensidade luminosa, numa dada direcção, de uma fonte que emite monocromática radiação de frequência 540 × 10 12 hertz e cuja intensidade de energia em que direcção é 1/683 watt por esferorradiano " . |
Historicamente, as unidades fundamentais eram baseadas em fenômenos naturais ( fração do dia solar terrestre médio para o segundo , oscilação de um pêndulo , então décima milionésima parte da metade do meridiano terrestre para o metro , etc. ). No entanto, essas medidas não eram facilmente transportáveis ou reproduzíveis e parecia que não foram definidas de maneira suficientemente precisa.
Hoje, algumas unidades fundamentais usam outras definições, às vezes por meio de unidades derivadas (o ampere é definido referindo-se ao metro e ao newton). As unidades fundamentais, portanto, não são mais estritamente falando independentes umas das outras, mas são as quantidades físicas que elas permitem medir.
O sistema internacional é o herdeiro do sistema MKSA (metro-quilograma-segundo-ampere) adotado em 1946 que, como o nome sugere, era baseado em quatro unidades independentes. O Kelvin e a Candela foram adicionados em 1954, e a toupeira em 1971.
As unidades básicas do sistema internacional têm sido redefinidos durante a 26 ª Conferência Geral de Pesos e Medidas ( 13 - 16 de Novembro de 2018 em Versailles ), a partir de sete constantes físicas, cujo valor exato foi determinado definitivamente. Esta reforma entrou em vigor em20 de maio de 2019. As novas constantes são:
onde as unidades hertz , joule , coulomb , lúmen e watt , que têm respectivamente para o símbolo Hz, J, C, lm e W, estão relacionadas às unidades de segundo , metro , quilograma , ampere , kelvin , mol e candela , que têm respectivamente para o símbolo s, m, kg, A, K, mol e cd, de acordo com as relações Hz = s −1 , J = m 2 kg s −2 , C = A s , lm = cd m 2 m −2 = cd sr , e W = m 2 kg s −3 .