Origens e histórias das unidades

Cada unidade que usamos todos os dias tem um nome com uma história por trás. O metro nasceu do tamanho da Terra; o cavalo-vapor, de uma comparação com os cavalos. Vamos percorrer a origem, a história e a definição atual das unidades à nossa volta.

Metro (m)

Origem

Do grego métron (μέτρον), que significa "medida". O próprio ato de medir tornou-se o nome da unidade.

A história

Em 1791, a Academia de Ciências da França definiu o metro como a décima milionésima parte da distância do equador ao Polo Norte, ou seja, um quarto do meridiano. Mais tarde foi fabricado um Protótipo Internacional do Metro de platina-irídio, que serviu de padrão mundial de comprimento a partir de 1889.

Definição atual

Desde 1983, o metro é definido como a distância que a luz percorre no vácuo em 1/299.792.458 de segundo, fixando a velocidade da luz c em exatamente 299.792.458 m/s.

Metro (m) →

Fontes: Wikipedia (en): Metre

Quilograma (kg)

Origem

O prefixo de origem grega kilo- ("mil") mais o francês gramme (do latim tardio gramma): literalmente "mil gramas".

A história

Por mais de um século, o quilograma foi definido pelo Protótipo Internacional do Quilograma (apelidado de "Le Grand K"), um cilindro de 90% de platina e 10% de irídio guardado num cofre do BIPM, perto de Paris. Era o único padrão físico de massa, mas, ao longo das décadas, o protótipo e suas cópias se afastaram em dezenas de microgramas.

Definição atual

Em 20 de maio de 2019, o quilograma foi redefinido fixando a constante de Planck h em exatamente 6,62607015×10⁻³⁴ J·s, e o protótipo físico, após 130 anos, finalmente se aposentou.

Quilograma (kg) →

Fontes: Wikipedia (en): Kilogram ·Wikipedia (en): International Prototype of the Kilogram

Segundo (s)

Origem

Do latim secunda (pars) minuta, "a segunda pequena divisão". Dividir uma hora por 60 dá o "minuto" (primeira pequena divisão); dividir isso de novo por 60 dá o "segundo".

A história

O segundo foi por muito tempo definido como 1/86.400 de um dia solar médio (24 h × 60 × 60). Mas a rotação da Terra oscila ligeiramente, então foi preciso uma referência mais estável.

Definição atual

Em 1967, o segundo foi definido como a duração de 9.192.631.770 períodos da radiação correspondente à transição entre dois níveis hiperfinos do estado fundamental do átomo de césio-133, ancorando o tempo ao relógio atômico.

Segundo (s) →

Fontes: Wikipedia (en): Second

Grau Celsius (°C)

Origem

Em homenagem ao astrônomo sueco Anders Celsius (1701-1744). O nome "grau Celsius" e o símbolo °C foram adotados pela Conferência Geral de Pesos e Medidas em 1948.

A história

Celsius propôs sua escala em 1742, mas a original era inversa à de hoje: 0 era o ponto de ebulição da água e 100 o de congelamento (quanto maior o número, mais frio). A escala foi invertida após sua morte (atribui-se a Carl von Linné, entre outros), passando a 0 = congelamento e 100 = ebulição.

Definição atual

Hoje é a escala cotidiana em que a água congela a 0 °C e ferve a 100 °C (à pressão padrão). Um grau Celsius é definido com exatamente o mesmo tamanho de um kelvin.

Grau Celsius (°C) →

Fontes: Wikipedia (en): Celsius ·Wikipedia (en): Anders Celsius

Grau Fahrenheit (°F)

Origem

Em homenagem ao físico e fabricante de instrumentos de origem alemã Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1736).

A história

Fahrenheit estabeleceu sua escala por volta de 1724. Fixou 0 °F perto da temperatura mais baixa produzida por uma mistura frigorífica de água, gelo e cloreto de amônio (sal), e usou aproximadamente a temperatura do corpo humano como um dos pontos de referência (os detalhes são debatidos).

Definição atual

Na definição moderna, a água congela a 32 °F e ferve a 212 °F — uma diferença de exatamente 180 graus. Continua de uso cotidiano nos Estados Unidos e em alguns outros lugares.

Grau Fahrenheit (°F) →

Fontes: Wikipedia (en): Fahrenheit ·Wikipedia (en): Daniel Gabriel Fahrenheit

Kelvin (K)

Origem

Em homenagem ao físico de origem irlandesa William Thomson, 1.º barão Kelvin (1824-1907), que escolheu seu título a partir do rio Kelvin, que passa junto à Universidade de Glasgow.

A história

Unidade SI de temperatura termodinâmica, o kelvin é uma escala absoluta que parte do zero absoluto (a menor temperatura teórica, em que o movimento molecular cessa, cerca de −273,15 °C). Um kelvin tem o mesmo tamanho de um grau Celsius, então somar 273,15 a um valor em Celsius dá kelvin.

Definição atual

Desde a redefinição de 2019, o kelvin é definido fixando a constante de Boltzmann k em exatamente 1,380649×10⁻²³ J/K.

Kelvin (K) →

Fontes: Wikipedia (en): Kelvin ·Wikipedia (en): William Thomson, 1st Baron Kelvin

Cavalo-vapor (hp)

Origem

Literalmente "a potência de um cavalo": uma unidade de potência idealizada pelo engenheiro escocês James Watt (1736-1819).

A história

Watt definiu o cavalo-vapor para vender suas máquinas a vapor comparando-as aos cavalos de tração, a principal fonte de força da época, baseando-se no ritmo com que um cavalo conseguia erguer uma carga. A unidade SI de potência, o watt, leva, por sua vez, o nome do próprio Watt.

Definição atual

Um cavalo-vapor mecânico (horsepower) equivale a cerca de 33.000 pés-libra-força por minuto (ft·lbf/min), ou seja, cerca de 745,7 watts.

Cavalo-vapor (hp) →

Fontes: Wikipedia (en): Horsepower

Milha (mi)

Origem

Do latim mille passus (milia passuum), "mil passos". Mille significa "mil".

A história

A milha romana eram 1.000 "passos" — sendo um passo uma passada completa, um avanço de cada pé —, totalizando cerca de 1.480 m. Os comprimentos variavam conforme a região até que uma lei inglesa de 1593 fixou a milha em 8 furlongs, ou 5.280 pés.

Definição atual

A milha internacional moderna é definida como exatamente 1.609,344 m (1,609344 km).

Milha (mi) →

Fontes: Wikipedia (en): Mile

Polegada (in)

Origem

Do latim uncia, "uma duodécima parte", a mesma raiz da onça. Uma polegada é a duodécima parte de um pé.

A história

Tradicionalmente, diz-se que deriva da largura de um polegar. A Inglaterra medieval também definia a polegada como o comprimento de três grãos de cevada (barleycorn) enfileirados (1 polegada = 3 grãos de cevada).

Definição atual

A polegada internacional moderna é definida como exatamente 25,4 mm (2,54 cm).

Polegada (in) →

Fontes: Wikipedia (en): Inch

Nó (kn)

Origem

Literalmente de "nó". Um nó é uma milha náutica por hora (cerca de 1,852 km/h) e é usado para a velocidade de navios e aeronaves.

A história

Na era da vela, os marinheiros lançavam ao mar um pedaço de madeira preso a uma corda (a linha de barquilha, log line) com nós em intervalos regulares. Contando quantos nós saíam num tempo fixo, medido por uma ampulheta, obtinha-se a velocidade do navio; daí o nome.

Definição atual

A milha náutica em que se baseia corresponde a um minuto de latitude ao longo de um meridiano e hoje é definida como exatamente 1.852 m, de modo que um nó equivale a 1.852 m/h.

Nó (kn) →

Fontes: Wikipedia (en): Knot (unit) ·Wikipedia (en): Nautical mile

Caloria (cal)

Origem

Do latim calor, "calor". É uma unidade de calor ou energia.

A história

Uma caloria é definida grosso modo como o calor necessário para elevar um grama de água em 1 °C (1 K), embora o valor dependa da temperatura de referência da água (daí variantes como a caloria a 15 °C). Note que a "Caloria" (Cal) da nutrição é, na verdade, uma quilocaloria (kcal, 1.000 cal).

Definição atual

Uma caloria equivale a cerca de 4,184 joules. A unidade SI de energia é o joule, geralmente usado na ciência.

Caloria (cal) →

Fontes: Wikipedia (en): Calorie

Perguntas frequentes

Por que as unidades foram redefinidas a partir de constantes físicas?

Objetos físicos como um protótipo podem ser perdidos, danificados ou variar com o tempo. Constantes físicas como a velocidade da luz e a constante de Planck são as mesmas em todo o universo, então basear as unidades nelas permite que qualquer pessoa reproduza a mesma unidade a qualquer hora e em qualquer lugar, com precisão muito maior. Em 2019, o quilograma, o kelvin e outras unidades adotaram essa abordagem.

Como o metro foi definido pela primeira vez?

Em 1791, a Academia de Ciências da França definiu o metro como a décima milionésima parte da distância do equador ao Polo Norte (um quarto do meridiano). Após uma era de protótipos físicos, desde 1983 ele é definido como a distância que a luz percorre no vácuo em 1/299.792.458 de segundo.

A "Caloria" dos alimentos é a mesma que a "caloria" da física?

Na verdade, são unidades diferentes. A "Caloria" (Cal) dos rótulos de alimentos é 1.000 vezes a caloria física (cal), ou seja, uma quilocaloria (kcal). Uma caloria física é o calor necessário para elevar um grama de água em cerca de 1 °C, aproximadamente 4,184 joules.

Páginas relacionadas

Guia de sistemas de unidades Sistema Internacional de Unidades (SI) Experimentar uma conversão