Sistema de medição - System of measurement
Um sistema de medida é uma coleção de unidades de medida e regras relacionando-as umas às outras. Os sistemas de medição têm sido historicamente importantes, regulamentados e definidos para os fins da ciência e do comércio . Os sistemas de medição em uso incluem o Sistema Internacional de Unidades (SI), a forma moderna do sistema métrico , o sistema imperial britânico e o sistema consuetudinário dos Estados Unidos .
História
A Revolução Francesa deu origem ao sistema métrico , que se espalhou pelo mundo, substituindo a maioria das unidades de medida habituais. Na maioria dos sistemas, comprimento (distância), massa e tempo são quantidades básicas .
Desenvolvimentos científicos posteriores mostraram que tanto a carga elétrica quanto a corrente elétrica poderiam ser adicionadas para estender o conjunto de grandezas básicas pelas quais muitas outras unidades metrológicas poderiam ser facilmente definidas. (No entanto, as unidades elétricas não são necessárias para tal conjunto. As unidades gaussianas , por exemplo, têm apenas comprimento, massa e tempo como quantidades de base, e o ampere é definido em termos de outras unidades.) Outras quantidades, como potência e velocidade , são derivados do conjunto de base: por exemplo, velocidade é a distância por unidade de tempo. Historicamente, uma ampla gama de unidades era usada para o mesmo tipo de quantidade: em diferentes contextos, o comprimento era medido em polegadas , pés , jardas , braças , hastes , correntes , estádios , milhas , milhas náuticas , estádios , ligas , com fatores de conversão que não eram potências de dez. Tais arranjos eram satisfatórios em seus próprios contextos.
A preferência por um sistema mais universal e consistente (baseado em unidades básicas mais racionais) só se espalhou gradualmente com o crescimento da ciência. Mudar um sistema de medição tem custos financeiros e culturais substanciais que devem ser compensados com as vantagens de se usar um sistema mais racional. No entanto, a pressão cresceu, inclusive de cientistas e engenheiros para a conversão para uma base de medição mais racional e também internacionalmente consistente.
Na antiguidade, os sistemas de medição eram definidos localmente: as diferentes unidades podiam ser definidas independentemente de acordo com o comprimento do polegar de um rei ou o tamanho de seu pé, o comprimento da passada, o comprimento do braço ou talvez o peso da água em um barril de tamanho específico, talvez ele próprio definido nas mãos e nos nós dos dedos . A característica unificadora é que havia alguma definição baseada em algum padrão. Por fim, côvados e passadas deram lugar a "unidades habituais" para atender às necessidades de mercadores e cientistas.
No sistema métrico e em outros sistemas recentes, uma única unidade básica é usada para cada quantidade de base. Freqüentemente, as unidades secundárias (múltiplos e submúltiplos) são derivadas das unidades básicas pela multiplicação por potências de dez, ou seja, simplesmente movendo a vírgula decimal . Assim, a unidade métrica básica de comprimento é o metro ; uma distância de 1 m equivale a 1.000 milímetros ou 0,001 quilômetros.
Prática corrente
A medição está completa ou quase completa em quase todos os países. As unidades usuais dos EUA são amplamente utilizadas nos Estados Unidos e, até certo ponto, na Libéria . As unidades de medida tradicionais da Birmânia são usadas na Birmânia . As unidades dos EUA são usadas em contextos limitados no Canadá devido ao grande volume de comércio; há também um uso considerável de pesos e medidas imperiais, apesar da conversão canadense de jure para o sistema métrico.
Várias outras jurisdições têm leis que obrigam ou permitem outros sistemas de medição em alguns ou todos os contextos, como o Reino Unido - cuja legislação de sinalização rodoviária , por exemplo, permite apenas sinais de distância exibindo unidades imperiais (milhas ou jardas) - ou Hong Kong .
Nos Estados Unidos, as unidades métricas são usadas quase universalmente na ciência, amplamente nas forças armadas e parcialmente na indústria, mas as unidades habituais predominam no uso doméstico. Em lojas de varejo, o litro é uma unidade comumente usada para volume, especialmente em garrafas de bebidas, e miligramas, em vez de grãos, são usados para medicamentos. Algumas outras unidades padrão não SI ainda estão em uso internacional, como milhas náuticas e nós na aviação e navegação.
Sistema métrico
Os sistemas métricos de unidades evoluíram desde a adoção do primeiro sistema bem definido na França em 1795. Durante essa evolução, o uso desses sistemas se espalhou por todo o mundo, primeiro para países de língua não inglesa e, em seguida, para países de língua inglesa .
Múltiplos e submúltiplos de unidades métricas são relacionados por potências de dez e seus nomes são formados com prefixos . Essa relação é compatível com o sistema decimal de números e contribui muito para a conveniência das unidades métricas.
No sistema métrico inicial, havia duas unidades básicas, o metro para comprimento e o grama para massa. As outras unidades de comprimento e massa e todas as unidades de área, volume e unidades derivadas, como densidade, foram derivadas dessas duas unidades básicas.
As medidas usuelles ( francês para medidas habituais ) eram um sistema de medidas introduzido como um meio-termo entre o sistema métrico e as medidas tradicionais. Foi usado na França de 1812 a 1839.
Uma série de variações no sistema métrico estão em uso. Estes incluem sistemas gravitacionais , os sistemas centímetro-grama-segundo (cgs) úteis na ciência, o sistema metro-tonelada-segundo (mts) uma vez usado na URSS e o sistema metro-quilograma-segundo (mks). Em alguns campos da engenharia, como o projeto auxiliado por computador , milímetro-grama-segundo (mmgs) também é usado.
O padrão internacional atual para o sistema métrico é o Sistema Internacional de Unidades ( Système international d'unités ou SI). É um sistema em que todas as unidades podem ser expressas em termos de sete unidades. As unidades que servem como unidades de base do SI são o metro , quilograma , segundo , ampere , kelvin , mol e candela .
Unidades imperiais e costumeiras dos EUA
Ambas as unidades imperiais e unidades habituais dos EUA derivam anteriores unidades inglesas . As unidades imperiais foram usadas principalmente no antigo Império Britânico e na Comunidade Britânica , mas em todos esses países foram amplamente suplantadas pelo sistema métrico. Eles ainda são usados para algumas aplicações no Reino Unido, mas foram substituídos principalmente pelo sistema métrico em aplicações comerciais , científicas e industriais . As unidades usuais dos EUA, no entanto, ainda são o principal sistema de medição nos Estados Unidos . Embora alguns passos em direção à metrificação tenham sido dados (principalmente no final dos anos 1960 e início dos anos 1970), as unidades tradicionais têm uma forte influência devido à vasta infraestrutura industrial e desenvolvimento comercial.
Embora os sistemas imperial e consuetudinário dos Estados Unidos estejam intimamente relacionados, há uma série de diferenças entre eles . As unidades de comprimento e área ( polegadas , pés , jardas , milhas , etc.) são idênticas desde a adoção do Acordo Internacional de Jardas e Libras ; no entanto, a América e, anteriormente, a Índia mantiveram definições mais antigas para fins de levantamento. Isso deu origem ao pé de pesquisa dos EUA, por exemplo. As unidades de massa e peso Avoirdupois diferem para unidades maiores que uma libra (lb). O sistema imperial usa uma pedra de 14 libras, um centésimo longo de 112 libras e uma tonelada longa de 2.240 libras. A pedra não é usada nos EUA e os cem pesos e toneladas são curtos: 100 libras e 2.000 libras, respectivamente.
A diferença mais notável entre esses sistemas é em suas unidades de volume. Uma onça fluida dos EUA (fl oz), cerca de 29,6 mililitros (ml), é ligeiramente maior do que a onça fluida imperial (cerca de 28,4 ml). No entanto, como existem 16 fl oz por litro dos EUA e 20 fl oz por litro imperial, o litro imperial é cerca de 20% maior. O mesmo é verdadeiro para quartos , galões , etc .; seis galões americanos são um pouco menos do que cinco galões imperiais.
O sistema Avoirdupois serviu como o sistema geral de massa e peso. Além disso, existem os sistemas de Tróia e Boticário . O peso de Troia costumava ser usado para metais preciosos , pólvora negra e pedras preciosas . A onça troy é a única unidade do sistema em uso; é usado para metais preciosos. Embora a onça troy seja maior do que seu equivalente em Avoirdupois, a libra é menor. A obsoleta libra troy foi dividida em 12 onças, em vez de 16 onças por libra do sistema Avoirdupois. O sistema dos boticários era tradicionalmente usado na farmacologia , mas agora foi substituído pelo sistema métrico; compartilhava a mesma libra e onça que o sistema troy, mas com subdivisões adicionais diferentes.
Unidades naturais
As unidades naturais são unidades físicas de medida definidas em termos de constantes físicas universais de tal maneira que as constantes físicas selecionadas assumem o valor numérico de um quando expressas em termos dessas unidades. As unidades naturais são assim chamadas porque sua definição depende apenas de propriedades da natureza e não de qualquer construção humana. Vários sistemas de unidades naturais são possíveis.
Alguns outros exemplos são os seguintes:
- Os sistemas de unidades geométricas são úteis na física relativística . Nestes sistemas, as unidades físicas básicas são escolhidas de forma que a velocidade da luz e a constante gravitacional sejam iguais à unidade.
- As unidades de Planck são uma forma de unidades geométricas obtidas ao definir também a constante de Planck reduzida para a unidade. Eles são baseados apenas nas propriedades do espaço livre, e não em qualquer objeto ou partícula.
- As unidades de pedra são uma forma de unidades geométricas obtidas também definindo a constante de Coulomb e a carga elementar para a unidade.
- As unidades "Schrödinger" são semelhantes às unidades de Planck e também definem a carga elementar para a unidade, mas permitem que a velocidade da luz flutue.
- As unidades atômicas Hartree são um sistema de unidades usado na física atômica , particularmente para descrever as propriedades dos elétrons . As unidades atômicas foram escolhidas de forma que várias constantes relacionadas ao elétron sejam todas iguais a um: a massa do elétron , a carga elementar , a constante de Coulomb e a constante reduzida de Planck . A unidade de energia neste sistema é a energia total do elétron no átomo de Bohr e é chamada de energia de Hartree . A unidade de comprimento é o raio de Bohr .
- As unidades eletrônicas são semelhantes às unidades de Stoney, mas definem a massa do elétron para a unidade e permitem que a constante gravitacional flutue. Eles também são semelhantes às unidades atômicas, mas definem a velocidade da luz para a unidade e permitem que a constante de Planck flutue.
- As unidades eletrodinâmicas quânticas são semelhantes ao sistema eletrônico de unidades, exceto que a massa do próton é normalizada em vez da massa do elétron.
Unidades fora do padrão
Unidades de medida não padronizadas também encontradas em livros, jornais, etc., incluem:
Área
- O campo de futebol americano , que tem uma área de jogo de 100 jardas (91,4 m) de comprimento por 160 pés (48,8 m) de largura. Isso é freqüentemente usado pela mídia pública americana para o tamanho de grandes edifícios ou parques. É usado como uma unidade de comprimento (100 jardas ou 91,4 m, o comprimento do campo de jogo excluindo as áreas de gol) e como uma unidade de área (57.600 pés quadrados ou 5.350 m 2 ), cerca de 1,32 acres (0,53 ha ).
- A mídia britânica também usa frequentemente o campo de futebol para fins equivalentes, embora os campos de futebol não sejam de tamanho fixo, mas podem variar dentro de limites definidos (100-130 jardas ou 91,4-118,9 m de comprimento e 50-100 jardas ou 45,7-91,4 m de largura, dando uma área de 5.000 a 13.000 jardas quadradas ou 4.181 a 10.870 m 2 ). No entanto, o campo da Liga dos Campeões da UEFA deve ter exatamente 105 por 68 m (114,83 por 74,37 jardas), dando uma área de 7.140 m 2 (0,714 ha) ou 8.539 jardas quadradas (1,764 acres ). Por exemplo, "Os navios HSS são catamarãs de alumínio do tamanho de um campo de futebol ".
- Áreas maiores também são expressas como um múltiplo das áreas de certos estados americanos ou subdivisões do Reino Unido, etc.
Energia
- Uma tonelada de equivalente de TNT e seus múltiplos são o quiloton, o megaton e o gigaton. Freqüentemente usado para indicar o poder de eventos muito energéticos, como explosões e eventos vulcânicos e terremotos e impactos de asteróides . Um grama de TNT como unidade de energia foi definido como 1.000 calorias termoquímicas (1.000 cal ou 4.184 J ).
- A bomba atômica foi lançada em Hiroshima . Sua produção de energia é freqüentemente usada na mídia pública e em livros populares como uma unidade de energia. (Seu rendimento foi de aproximadamente 13 quilotons, ou 60 TJ.)
- Uma banana de dinamite .
Unidades de moeda
Uma unidade de medida que se aplica ao dinheiro é chamada de unidade de conta em economia e unidade de medida de contabilidade. Normalmente é uma moeda emitida por um país ou uma fração dele; por exemplo, o dólar americano e o centavo americano ( 1 ⁄ 100 de um dólar), ou o euro e o centavo euro.
ISO 4217 é o padrão internacional que descreve códigos de três letras (também conhecidos como código de moeda) para definir os nomes de moedas estabelecidos pela Organização Internacional de Padronização (ISO).
Sistemas históricos de medição
Ao longo da história, muitos sistemas oficiais de medição foram usados. Embora não sejam mais usados oficialmente, alguns desses sistemas habituais são usados ocasionalmente na vida cotidiana, por exemplo, na culinária .
África
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- galês
América do Norte
América do Sul
Veja também
Tabelas de conversão
Notas e referências
Bibliografia
- Tavernor, Robert (2007), Smoot's Ear: The Measure of Humanity , ISBN 0-300-12492-9
links externos
- CLDR - localização Unicode de moeda, data, hora, números
- Um Dicionário de Unidades de Medida
- Unidades de medida antigas
- Medidas da Antiguidade e da Bíblia A Antiguidade e a Bíblia na Máquina Wayback (arquivado em 10 de maio de 2008)
- Medidas de terreno de Reasonover Uma referência às medidas de terreno espanholas e francesas (e seus equivalentes em inglês com tabelas de conversão) usadas na América do Norte
- O Código Unificado para Unidades de Medida