Medidas e Unidades

Quando observamos um fenómeno, nossa compreensão só está completa se conseguirmos medir e expressar essa observação numericamente (Lord Kelvin). Medir é uma peça cruciforme do trabalho do físico, uma vez que permite quantificar e fenómenos naturais. A matemática é uma linguagem usada pelo físico porque facilita a expressão e manipulação de relações entre grandezas físicas.

O que você verá:

Medidas;
Grandezas Fundamentais e Unidades;

Medidas

Medir é o processo de atribuir um número a uma propriedade física (como comprimento, massa, temperatura), comparando-a com uma referência bem definida. Por exemplo, medir a temperatura de um objecto envolve compará-la com a de um termómetro. As principais grandezas físicas medidas na física são comprimento, tempo e massa. Estas grandezas têm definições claras e padrões estabelecidos que permitem medições reprodutíveis.

A necessidade de medir é muito antiga e remonta à origem das civilizações. Por longo tempo cada país, cada região, cada cidade teve seu próprio sistema de medidas. Essas unidades de medidas, entretanto, eram geralmente arbitrárias e imprecisas, como por exemplo, aquelas baseadas no corpo humano: palmo, pé, polegada, braça, côvado.

Isso criava muitos problemas para o comércio, porque as pessoas de uma região não estavam familiarizadas com o sistema de medir das outras regiões, e também porque os padrões adoptados eram, muitas vezes, subjectivos. As quantidades eram expressas em unidades de medir pouco confiáveis, diferentes umas das outras e que não tinham correspondência entre si.

Grandezas Fundamentais e Unidades

Antes de medir uma grandeza, precisamos escolher uma unidade apropriada. As medidas resultam da comparação entre a grandeza e uma unidade padrão. Na física, muitas grandezas podem ser expressas em termos de três grandezas fundamentais: comprimento, tempo e massa, com suas respectivas unidades: metro (m), segundo (s) e quilograma (kg).

Além destas, há outras grandezas fundamentais como corrente elétrica (ampère - A), temperatura (kelvin - K) e quantidade de matéria (mol). No total, o Sistema Internacional de Unidades (SI) reconhece sete grandezas fundamentais.

Com poucas excepções, todas as outras quantidades usadas em física podem ser relacionadas com estas sete unidades através de suas definições expressas em relações matemáticas.

As unidades fundamentais são definidas por padrões estabelecidos internacionalmente, o que permite medições consistentes em qualquer lugar. Por exemplo:

Comprimento: A unidade é o metro (m), definido como a distância que a luz percorre no vácuo em 1/299.792.458 de segundo.
Massa: A unidade é o quilograma (kg), originalmente definida como a massa de um litro de água pura a 4°C. Actualmente, o padrão é um cilindro de platina-irídio mantido na França.

Esses padrões garantem que nossas medições sejam precisas e reprodutíveis. Então pode-se epilogar que,

Unidade refere-se a quantidade física particular. Uma unidade é definida e adoptada por convenção, ou seja, todos concordam que a unidade será uma determinada quantidade.
Medida é a acção e o efeito de medir, comparar uma quantidade com a sua unidade ou algo não material com outra coisa, moderar as acções ou as palavras compreende-se ao tratamento do resultado de uma medição.
Unidades e Medidas são convenções usadas para descrever dimensões.
Unidades e Medidas são grandezas definidas de quantidades, adoptadas por convenção ou por lei, que são usadas como padrão para medição do mesmo tipo de quantidade.

Um caso prático? A massa pode ser medida usando uma balança de braços iguais, onde dois corpos são comparados. Quando a balança está em equilíbrio, as massas dos corpos são iguais. Este método é independente da gravidade e permite determinar a massa de um objecto usando um corpo de massa conhecida como referência.