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INTRODUÇÃO
Este trabalho nasceu, além da necessidade de se ter uma fonte de consulta, com finali- dade de se reunir, de uma forma bem simples, material que auxiliasse a todas aquelas pessoas envolvidos em atividades voltadas para a Metrologia Dimensional, pois entendemos que a tarefa de medir está presente nas mais variadas atividades, tanto na produção como na comercialização dos produtos É de nosso interesse que todos, ligados à Metrologia Dimensional, tenham neste a opor- tunidade de obter informações a respeito da Metrologia em nível nacional e internacional, da ras- treabilidade de produtos e serviços, das hierarquias metrológicas, do vocabulário de termos me- trológicos, de tabelas e da utilização de instrumentos de medição de uma forma bastante simples, pois nossa intenção, assim como a daqueles que serviram de subsidio para elaboração deste tra- balho é mostrar a Metrologia Dimensional e seus recursos instrumentais, tais como eles são, mui- to simples. Buscamos, com isso, adequar todos ao novo modelo de desenvolvimento em que se pri- vilegia a eficiência num mercado não mais protegido, o que os levará a adotarem medidas de a- juste a este ambiente mais aberto e competitivo Acreditamos que, com a utilização destas informações, todos poderão obter grandes be- nefícios em suas atividades práticas, tanto em nível acadêmico como no profissional.
O CARÁTER INTERNACIONAL DA METROLOGIA
A Metrologia Moderna se caracteriza pela sua dimensão Internacional. Já antes da Con- venção do Metro, a necessidade de uma unificação dos sistemas de medida usados nos diferen- tes países havia sido identificada e o Sistema Métrico Decimal, introduzido inicialmente na França, no fim do século XVIII, começou a ser utilizado em diversos países, inclusive no Brasil, nos mea- dos do século seguinte. A necessidade de dar uma personalidade mais Internacional ao Sistema levou ao estabe- lecimento da “Convention du Mètre”, em 1875, que resultou na criação do “Bureau International des Poids et Mesures” (BIPM) que, em conjunto com o “Comité International des Poids et Mesu- res” (CIPM), com seus “Comités Consultatifs” (CC) (atualmente em número de 9) e as “Conféran- ce Générales des Poids et Mesures” (CGPM), que geram e coordenam as atividades da Metrolo- gia a nível internacional. Este conjunto de organismos é responsável por Definir as Unidades de Base, manter o padrão internacional do quilograma e promover os mecanismos para a Rastreabi- lidade Internacional dos Padrões Nacionais das Unidades de Base do Sistema Internacional de Unidades (SI) mantidos pelos diferentes países signatários da Convenção do Metro (atualmente 48 países). Estes mecanismos são necessários para manter a compatibilidade entre as medidas das grandezas realizadas nos diferentes países que são rastreados aos respectivos Padrões Na- cionais. O sistema CGPM/CIPM (apoiado nos trabalhos dos CCs, do BIPM e dos Institu- tos/Bureaus/Laboratórios Nacionais de Metrologia e de outros Centros de Pesquisa e Desenvol- vimento Metrológico) constitui a mais alta autoridade mundial em Metrologia e zela pelo funciona- mento harmonioso da Metrologia no mundo. Assim, todos os países signatários da Convenção do metro podem rastrear seus padrões Nacionais aos Internacionais. Na prática, são rastreados aos padrões do BIPM os padrões de massa (kg), de tensão elétrica (V), de resistência elétrica (Ω), padrões das unidades de luz, de radiações ionizantes, freqüência de lasers usados como padrões de comprimento e, através dos sistemas de satélites GPS, os diversos laboratórios que mantêm a unidade de tempo podem ras- trear, através do BIPM, seus padrões de tempo e freqüência. Em princípio, como nem todos os países são signatários da Convenção do Metro, pode parecer que o sistema não tem abrangência universal. Entretanto, como todos os países com um certo grau de industrialização são signatários, sua abrangência é, de fato e, para todos os efeitos práticos, universal. Ser signatário da Convenção do Metro e rastrear os padrões nacionais aos internacionais através do BIPM não constitui, entretanto, nenhuma garantia quanto à confiabilidade do Laborató- rio Nacional que detém o padrão rastreado. A confiabilidade de um Laboratório Metrológico só pode ser conquistada com a demons- tração de que este tem competência para realizar medidas precisas e confiáveis, através de inú- meros exercícios de comparações com medidas realizadas em outros laboratórios. Tal procedi- mento, envolvendo muitos laboratórios, cada grandeza e, repetido periodicamente, estabelece a base para a Credibilidade e Confiabilidade dos Laboratórios envolvidos. Este parece ser o único mecanismo capaz de garantir a Credibilidade e a Confiabilidade dos Laboratórios Nacionais dos diversos países que integram o Sistema Metrológico Internacional.
CAMINHOS PARA A EMPRESA GARANTIR A RASTREABILIDADE DE
PRODUTOS E SERVIÇOS A PADRÕES NACIONAIS E INTERNACIONAIS
As exigências que o mercado consumidor vem impondo aos seus fornecedores estão cri- ando nas empresas a necessidade de serem cada vez mais competitivas, a fim de poderem con- quistar e manter este mercado, tanto em nível nacional como internacional. Esta conquista será alcançada à medida que as empresas produzirem com qualidade e produtividade, buscando, cada vez mais, a satisfação do cliente. Para garantir a qualidade de seus produtos e serviços, as empresas deverão trabalhar dentro de padrões aceitos internacionalmente. A ISO (International Organization for Standardization), uma organização internacional que congrega vários países, com o objetivo de criar e normalizar padrões internacionais, desenvolveu a série de normas ISO 9000, que é um conjunto de normas relacionadas com gestão da garantia da qualidade. O objetivo destas normas é assegurar a qualidade dos serviços e produtos desen- volvidos pelas empresas. Entretanto, todo e qualquer sistema da qualidade só terá sucesso se estiver apoiado na metrologia, que é a base física da qualidade. Por isso, as normas ISO 9000 exigem que as em- presas garantam a confirmação metrológica de seus equipamentos de medição, inspeção e en- saios. Em uma linha de produção é comum que diversos operadores realizem várias medições de uma mesma grandeza. Como operadores e instrumentos são diferentes, os resultados também serão diferentes e podemos afirmar que o número de resultados diferentes aumenta à medida que aumenta o número de medições. Isto nos leva a admitir que o resultado de todo o processo produtivo é uma variabilidade. Para reduzir e manter sob controle esta variabilidade, são necessários controles que, para serem eficientes, requerem normas e procedimentos adequados, garantindo a confiabilidade do proces- so, ou seja, a certeza nos resultados de uma medição ou ensaio. A base de todas as ações metrológicas é a calibração dos instrumentos de medição, ins- peção e ensaios que, segundo a norma ISO 10012-1, é o conjunto de operações que estabele- cem, sob condições específicas, a relação entre os valores indicados por um instrumento ou por um material de referência e os valores correspondentes de uma quantidade concebida como pa- drão de referência. A falta de compatibilidade entre o resultado de várias fontes implicará inúmeros proble- mas para um processo produtivo. Uma harmonização interna reduzirá parte dos problemas, pois haverá uma base referencial. Dada a complexidade da harmonização, devido aos diversos campos da metrologia en- volvidos e a compatibilização entre clientes e fornecedores, surge a necessidade de uma hierar- quia com um laboratório mestre, primário, que indicará (através do credenciamento) os laborató- rios secundários compatibilizados com ele. Estes laboratórios, por sua vez, efetuarão serviços de compatibilização para terceiros, ga- rantindo a referência a valores do laboratório primário. Através dessa hierarquia, obtemos e ga- rantimos a rastreabilidade metrológica.
EXEMPLO: O laboratório secundário calibra seus padrões no laboratório primário (INMETRO). A empresa calibra seus padrões no laboratório secundário. Com seus padrões calibra- dos, a empresa calibrará seus instrumentos de trabalho, formando, desta maneira, a hierarquia metrológica e a garantia da rastreabilidade, conforme esquema a seguir:
ORIGEM E DEFINIÇÃO DO METRO
Devido à diversificação de padrões existentes ao redor do mundo, o que dificultava em muito as transações comerciais entre os países, sentiu-se a necessidade da unificação dos siste- mas de medidas então utilizados. Assim, em fins do século XVIII, mais precisamente no ano de 1789, foi criada, na França, uma comissão de homens de ciência, para a determinação e construção de padrões, de tal modo que fossem universais. Esses padrões deveriam reproduzir fenômenos naturais, para que não dependessem de futuras mudanças. Após estudos e pesquisas, a comissão, que incluía nomes famosos como Borda, La- grange e Laplace, concluiu que a unidade de comprimento deveria pertencer ao sistema decimal, de maior facilidade de utilização e presa a um dos seguintes fenômenos naturais: a - O comprimento de um pêndulo de período (duas oscilações) igual a 1 segundo, latitu- de de 45°; b - O comprimento de ¼ de meridiano terrestre, medido do Equador a um dos pólos. Como na primeira proposição, a medida iria depender de grandezas alheias ao compri- mento, como o tempo e o peso, foi aceita a proposição do meridiano, pois, além de não apresen- tar os problemas da anterior, já contava com uma boa comparação. O meridiano que passa por Paris já havia sido medido precisamente (medido através da Toesa, unidade de comprimento da época) e podia ser comparado com a nova determinação. Então, o metro foi assim definido:
“METRO É A DÉCIMA MILIONÉSIMA PARTE DE UM QUARTO DO MERIDIANO TERRESTRE“
medido entre Dunkerke na França e Montguich na Espanha. Esse metro, transformado em uma barra de platina, passou a ser determinado como METRO DOS ARQUIVOS. Com o desenvolvimento da ciência, verificou-se que uma medida mais precisa do meridi- ano fatalmente daria um metro um pouco diferente. Assim, a primeira definição foi substituída por uma segunda :
“METRO É A DISTÂNCIA ENTRE AS DUAS FACES TERMINAIS DA BARRA DE
PLATINA CONSERVADA NOS ARQUIVOS DA FRANÇA, DESDE QUE ESSA BARRA
ESTEJA A 0 0 C E QUE REPOUSE SOBRE SEUS PONTOS DE MÍNIMA FLEXÃO“.
Escolheu-se a temperatura de zero grau Celsius por ser, na época, a mais facilmente ob- tida com o gelo fundente. Com o passar do tempo, com as exigências tecnológicas aumentadas, decorrentes do avanço científico, notou-se que o METRO DOS ARQUIVOS não mais satisfazia as necessidades, pois apresentava alguns inconvenientes como: o paralelismo das faces não era tão perfeito, o material era relativamente mole e a barra não era suficientemente rígida. Para aperfeiçoar o sistema, fez-se um outro padrão, que recebeu seção transversal em X, para ter maior estabilidade, uma adição de 10% de irídio, para tornar-se mais durável e ainda dois traços em seu plano neutro, de forma a tornar a medida mais perfeita. Assim, em 1889, surgiu a terceira definição :
“METRO É A DISTÂNCIA, À TEMPERATURA DE ZERO GRAU CELSIUS, DOS EIXOS
DE DOIS TRAÇOS MÉDIOS GRAVADOS SOBRE A BARRA DE PLATINA IRIDIADA,
ESTANDO SUBMETIDA À PRESSÃO ATMOSFÉRICA NORMAL E SUPORTADA POR DOIS
ROLOS COM UM DIÂMETRO MÍNIMO DE 1 cm, SITUADOS SIMETRICAMENTE NUM MESMO PLANO HORIZONTAL E À DISTÂNCIA DE 571 mm UM DO OUTRO”
Atualmente, a temperatura de referência para calibração é de 20° C. É nessa temperatura que o metro, utilizado em laboratório de metrologia, tem o mesmo comprimento do padrão que se encontra na França, na temperatura de zero grau Celsius.
Em outubro de 1960, na XI Conferência Geral de Pesos e Medidas, foi adotado e reco- nhecido o Sistema Internacional de Unidades (SI) e o metro, mais uma vez, acompanhando os avanços da ciência e da tecnologia, foi redefinido :
“METRO É 1.650.763,73 VEZES O COMPRIMENTO DE ONDA DE
UMA LUZ EMITIDA PELA TRANSIÇÃO ENTRE OS NÍVEIS DE ENERGIA
2p 10 E 5d 5 DO ÁTOMO DE CRIPTÔNIO 86 (Kr 86 ) NO VÁCUO”.
Desta forma, conseguia-se uma reprodução do metro com um erro de ± 0,010 micrometro , (10 nm) ou ainda 10 mm a cada 1000 km. Atualmente, o padrão do metro em vigor e que é o recomendado pelo INMETRO, é base- ado na velocidade da luz, de acordo com a decisão da XVII Conferência Geral de Pesos e Medi- das. Assim o INMETRO, em sua resolução 3/84, definiu o metro :
“METRO É A DISTÂNCIA PERCORRIDA PELA LUZ NO VÁCUO,
NO INTERVALO DE TEMPO DE 1/299.792.458 DO SEGUNDO“.
Esta definição é universal e se aplica a todos os tipos de medições, desde o lar até a as- tronomia. O metro, em si, não foi alterado, o que ocorreu foi mais uma impressionante melhoria na precisão de sua definição. O erro atual de reprodução do metro por este meio corresponde a ± 0,0013 micrometro, (1,3 nm) ou ainda, para melhor se entender, 1,3 mm para cada 1000 km.
PROTÓTIPO DO METRO
A CÓPIA DO BRASIL
Em 1876, deu-se início à fabricação de um protótipo do metro e sua reprodução para as nações que participaram do tratado. Foram feitas 32 barras com 90% de Platina e 10% de Irídio e, em 1889, determinou-se que a de n o^ 6 seria o protótipo internacional, também chamada de “ME- TRO DOS ARQUIVOS”. A barra de n o^ 26 correspondeu ao Brasil. Esta encontra-se no I.P.T., (Ins- tituto de Pesquisas Tecnológicas) na cidade Universitária, em São Paulo.
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EXATIDÃO DE MEDIÇÃO: (accuracy of measurement) Grau de concordância entre o resultado de uma medição e um valor verdadeiro do mensurando.
Observações: 1 - Exatidão é um conceito qualitativo; 2 - O termo precisão não deve ser utilizado como exatidão.
INCERTEZA DE MEDIÇÃO: Parâmetro, associado ao resultado de uma medição, que caracteriza a dispersão dos valores que podem ser fundamentadamente atribuídos a um mensu- rando.
ERRO DE MEDIÇÃO: Resultado de uma medição menos o valor verdadeiro do mensu- rando. Uma vez que o valor verdadeiro não pode ser determinado, utiliza-se na prática, um valor verdadeiro convencional.
ERRO ALEATÓRIO: Resultado de uma medição menos a média que resultaria de um in- finito número de medições do mesmo mensurando, efetuadas sob condições de repetitividade
Observações: 1 - O erro aleatório é igual ao erro menos o erro sistemático; 2 - Em razão de que, apenas um finito número de medições pode ser feito, é possível a- penas determinar uma estimativa do erro aleatório.
ERRO SISTEMÁTICO: Média que resultaria de um infinito número de medições do mes- mo mensurando, efetuadas sob condições de repetitividade, menos o valor verdadeiro do mensu- rando.
Observações: 1 - O erro sistemático é igual ao erro menos o erro aleatório; 2 - Analogamente ao valor verdadeiro o erro sistemático e suas causas não podem ser completamente conhecidos;
- Para um instrumento de medição ver “Tendência de um instrumento de medição”.
RESOLUÇÃO: Expressão quantitativa da aptidão de um “instrumento de medir”, de dis- tinguir valores muito próximos da grandeza a medir sem necessidade de interpolação.
HISTERESE: É a diferença entre a leitura/medida para um dado valor da grandeza a me- dir, quando essa grandeza foi atingida por valores crescentes, e a leitura/medida, quando atingida por valores decrescentes da grandeza a medir. O valor poderá ser diferente, conforme o ciclo do carregamento, típico de instrumentos mecânicos, tendo como fonte de erro, principalmente folgas e deformações, associados ao atrito.
PADRÃO: Medida materializada, instrumento de medição, material de referência ou sis- tema de medição destinado a definir, realizar, conservar ou reproduzir uma unidade ou um ou mais valores de uma grandeza, para servir como referência.
PADRÃO PRIMÁRIO: Padrão que é designado ou amplamente reconhecido como tendo as mais altas qualidades metrológicas e cujo valor é aceito sem referência a outros padrões de mesma grandeza.
PADRÃO SECUNDÁRIO: Padrão cujo valor é estabelecido por comparação a um padrão primário da mesma grandeza.
PADRÃO INTERNACIONAL: Padrão reconhecido por um acordo internacional para ser- vir, internacionalmente, como base para estabelecer valores a outros padrões da grandeza a que se refere. PADRÃO NACIONAL: Padrão reconhecido por uma decisão nacional para servir, em um país, como base para estabelecer valores a outros padrões da grandeza a que se refere.
PADRÃO DE REFERÊNCIA: Padrão, geralmente tendo a mais alta qualidade metrológi- ca disponível em um dado local, ou em uma dada organização, a partir do qual as medições lá executadas são derivadas.
PADRÃO DE TRABALHO: Padrão utilizado rotineiramente para calibrar ou controlar me- didas materializadas, instrumentos de medição ou materiais de referência.
PADRÃO DE TRANSFERÊNCIA: Padrão utilizado como intermediário para comparar padrões.
RASTREABILIDADE: Propriedade do resultado de uma medição ou do valor de um pa- drão estar relacionado a referências estabelecidas, geralmente padrões nacionais ou internacio- nais, através de uma cadeia contínua de comparações, todas tendo incertezas estabelecidas.
INSTRUMENTAÇÃO: É o conjunto de técnicas e instrumentos usados para observar, medir, registrar, controlar e atuar em fenômenos físicos. A instrumentação preocupa-se com o estudo, desenvolvimento, aplicação e operação dos instrumentos.
SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES: Sistema coerente de unidades adotado e recomendado pela Conferência Geral de Pesos e Medidas (CGPM).
Observação: O SI é baseado, atualmente, nas sete unidades de base seguintes:
Grandeza Nome Símbolo Comprimento metro m Massa quilograma kg Tempo segundo^ s Corrente Elétrica ampère A Temperatura Termodinâmica kelvin K Quantidade de matéria mol mol Intensidade luminosa candela cd
UNIDADES LEGAIS NO BRASIL
Unidade Símbolo Designação metro * m Comprimento metro quadrado m 2 Área metro cúbico m 3 Volume quilograma * kg Massa litro L ou l Volume ou capacidade mililitro ml ou mL Volume ou capacidade quilômetro km Comprimento ( distância ) metro por segundo m / s Velocidade hora h Tempo minuto min Tempo segundo * s Tempo grau Celsius (^) °C Temperatura Celsius kelvin * K Temperatura termodinâmica hertz Hz Freqüência newton N Força pascal Pa Pressão watt W Potência ampère * A Corrente elétrica volt V Tensão elétrica candela * cd Intensidade luminosa mol * mol Quantidade de matéria
( ***** ) Unidades em que o SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES está baseado.
MÚLTIPLOS E SUBMÚLTIPLOS DO METRO
A tabela abaixo está baseada no SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES (SI)
Unidade Símbolo Fator de multiplicação exametro Em 10 18 = 1 000 000 000 000 000 000 m petametro Pm 10 15 = 1 000 000 000 000 000 m terametro Tm 10 12 = 1 000 000 000 000 m gigametro Gm 10 9 = 1 000 000 000 m megametro Mm 10 6 = 1 000 000 m quilômetro * km 10 3 = 1 000 m hectometro hm 10 2 = 100 m decametro dam 10 1 = 10 m metro m 1 = 1 m decímetro * dm 10 -1^ = 0,1 m centímetro * cm 10 -2^ = 0,01 m milímetro * mm 10 -3^ = 0,001 m micrometro μm 10 -6^ = 0,000 001 m nanometro nm 10 -9^ = 0,000 000 001 m picometro pm 10 -12^ = 0,000 000 000 001 m femtometro fm 10 -15^ = 0,000 000 000 000 001 m attometro am 10 -18^ = 0,000 000 000 000 000 001 m Observações: 1 - Na forma oral, os nomes dos múltiplos e submúltiplos decimais das unidades são pro- nunciados por extenso, prevalecendo a sílaba tônica da unidade.
2 - As unidades assinaladas com ( * ) como, quilômetro, decímetro, centímetro e milíme- tro, consagradas pelo uso com o acento tônico deslocado para o prefixo, são as únicas exceções a essa regra; assim sendo, os outros múltiplos e submúltiplos decimais do metro devem ser pro- nunciados com o acento tônico na penúltima sílaba (me), por exemplo: megametro, micrometro (distinto de micrômetro, instrumento de medição), nanometro etc.
UNIDADES E PADRÕES
Para a realização de uma medição, é necessária a existência da unidade, estabelecida por um padrão, segundo uma convenção própria, regional, nacional ou internacional. Estabeleceu-se, em 1960, através do “Bureau Internacional de Pesos e Medidas” (BIPM), um conjunto coerente de unidades: o Sistema Internacional de Unidades (SI), que consta das uni- dades de base, unidades derivadas e unidades suplementares. O SI definiu sete grandezas físicas independentes e estabeleceu para cada grandeza um valor unitário realizado através de um padrão.
UNIDADES DE BASE
Grandeza Fundamental
Definição Unidade Símbolo
Comprimento
Metro é o comprimento do trajeto percorrido pela luz no vácuo, durante um intervalo de tempo de 1/299.792. de segundo
metro m
Massa
O quilograma é a massa representada pelo protótipo internacional do quilograma, conservado no BIPM, em Sèvres, França
quilograma kg
Tempo
O segundo é 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
segundo s
Corrente Elétrica
Corrente elétrica invariável que, mantida em dois condu- tores retilíneos, paralelos, de comprimento infinito e de área de seção transversal desprezível e situados no vácuo a um metro de distância um do outro, produz entre esses condutores uma força igual a 2 x 10 -7^ newton, por metro de comprimento desses condutores
ampère A
Temperatura termodinâmica
Fração 1/273,16 da temperatura termodinâmica do ponto tríplice da água kelvin^ K
Intensidade luminosa
Intensidade luminosa, numa direção dada, de uma fonte que emite uma radiação monocromática de freqüência 540 x 10 12 hertz e cuja intensidade energética naquela direção é 1/683 watt por esferorradiano
candela cd
Quantidade de matéria
O mol é a quantidade de matéria de um sistema que contém tantas entidades elementares quantos são os átomos contidos em 0,012 quilograma de carbono 12.
mol mol
UNIDADES DERIVADAS (SIMBOLOGIA COMPOSTA POR UNIDADES DE BASE)
Grandeza Unidade Símbolo Expressão em uni- dades de base Área metro quadrado^ m^2 m^2 Volume metro cúbico m^3 m^3 Massa específica quilograma / metro cúbico kg / m^3 kg / m^3 Vazão metro cúbico / segundo m^3 / s m^3 / s Velocidade metro / segundo m / s m / s Concentração de substância mol / metro cúbico^ mol / m 3 mol / m 3 Volume específico metro cúbico / quilograma m^3 / kg m^3 / kg Luminância candela / metro quadrado cd / m^2 cd / m^2
UNIDADES NÃO PERTENCENTES AO SI (CONSAGRADAS PELO USO)
Grandeza (^) Unidade Símbolo Valor
Tempo
minuto hora dia
min h d
60 s 3.600 s 86.400 s
Ângulo plano
grau minuto segundo
° ‘ “
π / 180 rad π / 10.800 rad π / 648.000 rad Volume litro L ou l 10 -3^ m^3
Massa tonelada t 1.000 kg
Energia elétrica elétron-volt eV 1,60219 x 10 -19^ J
Massa atômica unidade de massa u 1,66057 x 10 -27^ kg
Comprimento (astronomia) parsec pc ≅ 3,0857 x 10 16 m
Distância (astronomia) unidade astronômica UA 149.600 x 10 6 m
UNIDADES QUE NÃO CONSTAM NO SI (TEMPORARIAMENTE ADMITIDAS)
Grandeza Unidade Símbolo Valor Comprimento angstrom Å^10 -10m
Pressão atmosfera atm 101325Pa
Pressão bar bar 10 5 Pa
Pressão milímetro de mercúrio mmHg 133,322 Pa
Trabalho; energia; quantidadede calor caloria cal 4,1868 J
Potência; fluxo de energia cavalo vapor cv 735,5 W
Indução magnética gauss Gs 10 -4^ T
Força quilograma força Kgf 9,80665 N
GRAFIA E PRONÚNCIA DAS UNIDADES
Quando escritos por extenso, os nomes de unidades começam por letra minúscula, mesmo quando têm o nome de um cientista (por exemplo, ampère, kelvin, newton, etc) exceto o grau Celsius. Na expressão do valor numérico de uma grandeza, a respectiva unidade pode ser escrita por extenso ou representada pelo seu símbolo (por exemplo, quilovolts por milímetro ou kV/mm), não sendo admitidas combinações de partes escritas por extenso com partes expressas por sím- bolo.
PLURAL DOS NOMES DE UNIDADES
Quando os nomes de unidades são escritos ou pronunciados por extenso, a formação do plural obedece às seguintes regras básicas: a - os prefixos do SI são invariáveis; b - os nomes das unidades recebem a letra ¨s¨ no final de cada palavra, exceto nos casos da alínea ¨c¨,
- quando são palavras simples. Por exemplo, ampères, candelas, curies, farads, grays, joules, kelvins, quilogramas, parsecs, roentgens, volts, webers etc;
- quando são palavras compostas em que o elemento complementar de um nome de unidade não é ligado a este por hífen. Por exemplo, metros quadrados, milhas marí- timas, unidades astronômicas etc;
- quando são termos compostos por multiplicação, em que os componentes podem variar independentemente um do outro. Por exemplo, ampères-horas, newtons- metros, ohms-metros, pascals-segundos, watts-horas etc;
Nota: Segundo esta regra, a menos que o nome da unidade entre no uso vulgar, o plural não desfigura o nome que a unidade tem no singular (por exemplo, becquerels, decibels, henrys, mols, pascals etc.), não se aplicando aos nomes de unidades certas regras usuais de formação do plu- ral das palavras.
c) os nomes ou partes dos nomes de unidades não recebem a letra ¨s¨ no final,
- quando terminam pelas letras s, x ou z. Por exemplo, siemens, lux, hertz etc.;
- quando correspondem ao denominador de unidades compostas por divisão. Por exemplo, quilômetros por hora, lumens por watt, watts por esferorradiano etc.;
- quando em palavras compostas, são elementos complementares de nomes de uni- dades e ligados a estes por hífen ou preposição. Por exemplo, anos-luz, elétron- volts, quilogramas-força, unidades (unificadas) de massa atômica etc.
GRAFIA DOS SÍMBOLOS DE UNIDADES
A grafia dos símbolos de unidades obedece as seguintes regras básicas: a - os símbolos são invariáveis, não sendo admitido colocar, após os mesmos qualquer sinal, seja ponto de abreviatura, seja ¨s¨ de plural, sejam sinais, letras ou índices. Por exemplo, o símbolo do watt é sempre o W, qualquer que seja o tipo de potência a que se refira: mecânica, elétrica, térmica, acústica, etc.;
b - os prefixos SI nunca são justapostos no mesmo símbolo. Por exemplo, unidades co- mo GWh, nm, pF etc., não devem ser substituídas por expressões em que se justaponham, res- pectivamente, os prefixos mega e quilo, mili e micro, micro e micro etc.,
c) os prefixos do SI podem coexistir num símbolo composto por multiplicação ou divisão. Por exemplo, kN.cm, kW.mA, kV/mm, MW.cm, kV/ms, mW/cm^2 etc.;
SISTEMAS DE MEDIDAS
Apesar de se chegar ao metro como unidade de medida, ainda são usadas outras unida- des. Na mecânica, por exemplo, é comum usar o milímetro e a polegada. O sistema métrico, de fácil entendimento e aplicação por ser baseado no sistema decimal (múltiplos e submúltiplos de dez) é o sistema que é reconhecido pelo Sistema Internacional de Unidades (SI) e que utiliza como unidade de base o metro. O sistema inglês ainda muito utilizado na Inglaterra e nos Estados Unidos, e também no Brasil, devido ao grande número de empresas procedentes desses países, é um sistema que está em extinção por não ser reconhecido pelo Sistema Internacional de Unidades. Por isso, este sis- tema está, aos poucos, sendo substituído pelo sistema métrico. Como os dois sistemas ainda são usados, as vezes até mesmo de forma simultânea, e- xiste a necessidade da conversão dos sistemas, ora de sistema métrico para sistema inglês, ora de sistema inglês para sistema métrico.
SISTEMA MÉTRICO
O sistema m étrico utiliza como padrão, o metro. Esse termo teve origem na palavra grega “ METRON ” que significa medir. No Brasil, o sistema métrico foi implantado pela Lei Imperial n o^ 1.157, de 26 de junho de
- Estabeleceu-se, então, um prazo de dez anos para que os padrões antigos fossem inteira- mente substituídos. O metro a que se refere a Lei foi definido como sendo a distância entre os dois extremos da barra de platina depositada nos arquivos da França e apoiada nos pontos de flexão mínima na temperatura de zero grau Celsius.
SISTEMA INGLÊS
O sistema inglês tem como padrão a Jarda. Esse termo tem origem na palavra inglesa “yard“ que significa vara, em referência ao uso de varas nas medições. Esse padrão foi criado por alfaiates ingleses. No século XII, em conseqüência da sua grande utilização, esse padrão foi oficializado pe- lo rei Henrique I. A jarda teria sido definida, então, como a distância entre a ponta do nariz do rei e a de seu polegar, com o braço esticado. As relações existentes entre a Jarda, o Pé e a Polegada também foram instituídas por leis, nas quais os reis da Inglaterra fixaram que: 1 jarda = 3 pés = 36 polegadas (1 polegada = 25,4 mm) 1 pé = 12 polegadas 1 milha terrestre = 1.760 jardas = 5.280 pés A polegada, unidade adotada pelo sistema inglês, em mecânica, pode ser representada por dois sistemas: o Sistema Binário (fracionário) e o Sistema Decimal. O sistema binário (fracionário) caracteriza-se pela maneira de sempre dividir por dois a unidade e as suas frações. Assim, obtém-se, da polegada, a seguinte série decrescente:
O sistema decimal caracteriza-se por ter, sempre, no denominador da fração, uma potên- cia de base dez, como mostra a série
0 =^ = 10 .1"
1 =^ = 100 .01"
3 =^ = 10000 .0001"
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Os termos grifados, de milésimo e décimo de milésimo de polegada, são os mais utiliza- dos na prática. Nas medições em que se requer maior exatidão, utiliza-se a divisão de milionésimos de polegada, também chamada de micropolegada. Em inglês, “micro inch”. É representado por μ in- ch. Ex: .000001” = 1 μ inch
CONVERSÃO DOS SISTEMAS
Sempre que uma medida estiver em uma unidade diferente daquela que se está utilizan- do, deve-se convertê-la, ou seja, mudar a unidade da medida. Assim sendo, para converter:
- de polegada em milímetro
Sabendo-se que uma polegada mede 25,4 mm, a conversão de polegada decimal em mi- límetro ou de polegada binário em milímetro é feita quando multiplicamos o valor da polegada decimal ou binário por 25,4 mm.
Exemplos: 2” ⇒ 2 x 25,4 mm = 50,8 mm
9,525mm 8"
76,2mm 8"
3 25,4mm 8"
×
Exercícios: Converta polegada binário em milímetro.
a - ⇒
.............................. b - ⇒
............................... c - ⇒
d - ⇒
............................... e - ⇒
............................ f - ⇒ 128"
Exercícios: Converta polegada decimal em milímetro.
a - 3” ⇒ ................................. b - 1.345” ⇒ .......................... c - .888” ⇒ .......................
d - 3.110” ⇒ .......................... e - 2.432” ⇒ .......................... f - .750” ⇒ ........................
- de milímetro em polegada decimal
A conversão de milímetro em polegada decimal é feita dividindo-se o valor da medida em milímetro, por 25,4 mm.
Exemplos: 12,7 mm ⇒ 12,7 ÷ 25,4 = .500”
20,240 mm ⇒ 20,240 ÷ 25,4 = .797”
