Prisma decompondo a luz — Licenciatura em Física

ILB-T0B · O Sistema Internacional e o Quadro Geral de Unidades

Resumo em Áudio (MD)
Ouça e acompanhe · marque cada trecho · 3 a 5 min · Pré-Lab
Pierluigi Piazzi recomenda em Aprendendo Inteligência: OuvirLerAnotar o áudio primeiro, o texto depois YouTube Music J. S. Bach — Suítes para violoncelo, BWV 1007 · c. 1720 · ~18 min
Como usar. Ouça no trajeto até o campus, sem ler nada. Depois, com o texto na tela, abra cada trecho, marque o que já ouviu e responda a autoavaliação do fim — ela não vale nota e não sai do seu aparelho. Só então vá ao Texto Temático: o áudio monta o esqueleto, o texto preenche.
Áudio da trilha
O arquivo de áudio ainda não foi publicado nesta pasta. O texto abaixo é o roteiro completo — dá para ler enquanto isso.
00Antes de tudo — uma balança que pesou ouro
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A quinze minutos a pé da sala de aula, na Praça Tiradentes, existe uma balança que pesou ouro. Ela está no Museu de Ciência e Técnica da Escola de Minas, e o que ela media não era grama: era oitava — cerca de 3,586 g.

A segunda pergunta é a que a trilha inteira responde: quem decide como isso se escreve, aqui no Brasil? A resposta é um documento de quinze páginas do Inmetro, o Quadro Geral de Unidades de Medida no Brasil (QGU): o SI escrito para uso no país, na tradução luso-brasileira de 2021.

O Quadro tem cinco partes — unidades de base, prefixos, grafia e pronúncia, unidades fora do SI e tabela geral —, e cada uma tem um pé na bancada: a folha, a moeda, a rampa, o clipe, o peso de 100 g e o tempo de reação.

“A todos os tempos, a todos os povos.” — Condorcet, 1791

011. As sete unidades de base (QGU, parte 1)
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No começo, a medida era o corpo: o pé, o palmo, a braça. Em 1791 a Revolução Francesa propõe o metro; em 1875 a Convenção do Metro cria o BIPM. O Brasil é signatário, e quem cuida disso aqui é o Inmetro.

A Tabela 1 do QGU traz as sete: segundo (s), metro (m), kilograma (kg), ampere (A), kelvin (K), mol (mol) e candela (cd) — cada uma com a constante definidora: o césio, a velocidade da luz, a constante de Planck... O número da constante foi fixado, sem incerteza; é a unidade que se ajusta a ele.

A revolução de 2019. O kilograma deixou de ser um cilindro em Sèvres e passou a ser definido pela constante de Planck; ampere, kelvin e mol foram redefinidos do mesmo modo.

Na bancada: a pilha de folhas (m), os clipes (kg) e o tempo de reação (s) — esta, a primeira medida indireta da disciplina.

022. Os prefixos (QGU, parte 2)
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A folha deu 0,1 mm; em micrometros — 100 µm — o número fica na escala certa. A Tabela 2 do QGU lista os vinte prefixos, de yotta (1024) a yocto (10−24), com o fator escrito por extenso.

Duas observações do QGU: o kilograma já nasce com prefixo, e por isso os múltiplos se formam sobre o grama (miligrama, nunca “microkilograma”); e minuto, hora e dia não aceitam prefixo.

A regra prática desta disciplina: use o prefixo que deixa o número entre 0,1 e 1 000. Número com muitos zeros é número que se copia errado.

033. A grafia e a pronúncia (QGU, parte 3)
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O nome: minúscula, mesmo com nome de cientista (newton); prefixo colado, sem hífen e sem dobrar consoante (milisegundo, miliradiano) — o QGU avisa que isso contraria o Acordo Ortográfico, e vale assim mesmo; plural sem desfigurar (pascals, mols), mas siemens, lux e hertz não mudam.

A pronúncia: micrometro é a unidade; micrômetro é o instrumento. O QGU admite kilograma ou quilograma; a ILB adota a forma do SI.

O símbolo: não é abreviação — sem ponto, sem s, sem maiúscula fora de nome próprio (5 kg, 12 s, 1,6 cm); um prefixo só; ponto a meia altura contra ambiguidade (m·K ≠ mK).

O número: vírgula decimal, 0 à esquerda, grupos de três com pequenos espaços em texto técnico, e espaço entre número e unidade: 23,5 mm.

044. As unidades fora do SI (QGU, parte 4)
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A Tabela 4 do QGU traz as aceitas em uso com o SI: minuto, hora e dia; grau, minuto e segundo de ângulo (1° = π/180 rad); hectare; litro; tonelada; dalton; elétron-volt; neper, bel e decibel.

As do antigo CGS (gal, dina, poise, stokes, erg) ficam na tabela geral, para grupos específicos. E há as que o QGU não lista: o kgf do dinamômetro, a oitava e o quilate — 1 kgf ≈ 9,81 N.

A regra do relatório: mede-se no instrumento que existe, relata-se na unidade do SI, com a conversão à vista. A Mars Climate Orbiter se perdeu em 1999 porque ninguém errou a conta — erraram a unidade.

055. A Tabela Geral: as derivadas da Mecânica (QGU, parte 5)
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A tabela geral do QGU vai de 5a a 5g, por áreas; a ILB usa a 5a (espaço e tempo) e a 5b (mecânica).

Uma unidade derivada é produto de potências das de base; algumas têm nome especial: newton (1 N ≔ 1 kg·m/s2), pascal (N/m2), joule (N·m), watt (J/s). E o nome se escreve metro por segundo quadrado.

Na bancada: 100 g pesam cerca de 0,98 N. Saber de que unidades de base a derivada é feita é a primeira conferência de qualquer resultado — a coerência dimensional.

06Síntese — medidas produzem conhecimento
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O QGU, parte por parte: as sete de base e suas constantes; os vinte prefixos; a grafia do nome, do símbolo e do número; as unidades fora do SI; a tabela geral das derivadas.

Medidas produzem conhecimento. E quando vir 12 SEG escrito num quadro, você vai saber que está errado — e onde está escrito por quê: na parte 3.

O que vem na T01. A mesma moeda deu 23,4 e 23,5 mm. Na próxima trilha, essa diferença é o assunto.

Autoavaliação
Cinco perguntas, sem nota e sem envio. Escolha e veja o porquê.
1. O QGU define cada unidade de base “tomando o valor numérico fixado” de uma constante. O que isso quer dizer?
Desde 2019 o número da constante é fixado, sem incerteza. É a unidade que se ajusta a ele — por isso qualquer laboratório suficientemente bom pode realizá-la (QGU, Tabela 1).
2. Qual escrita segue o QGU para um milionésimo de kilograma?
O kilograma já nasce com prefixo; os múltiplos e submúltiplos se formam sobre o grama (QGU, Tabela 2, obs. a). 10−6 kg = 10−3 g = 1 mg. E dois prefixos juntos nunca (3.4.1 c).
3. Qual linha está escrita corretamente?
Símbolo invariável e minúsculo, sem ponto e sem plural, com espaço entre número e símbolo (QGU, 3.4 e 3.6). Por extenso: duzentos milisegundos, com um s só (3.1.2).
4. O dinamômetro mostra o valor em kgf. O que o QGU diz dessa unidade?
O kgf não está no Quadro. Mede-se no instrumento que existe e relata-se em newton, com a conversão à vista: 1 kgf ≈ 9,81 N.
5. Na Tabela 5b do QGU, como se define o newton?
O newton é unidade derivada com nome especial: kilograma vezes metro por segundo quadrado. É a conta da bancada — 0,1 kg × 9,8 m/s2 ≈ 0,98 N.
A unidade não é enfeite do número.
Ela é metade do resultado — e o QGU diz como se escreve.
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