Conteúdos

● Unidades de base;
● Unidades derivadas.

Objetivos

● Compreender o que é o Sistema Internacional de Unidades (SI);
● Compreender quais são as unidades de base do SI;
● Compreender o que são as unidades derivadas do SI.

Palavras-Chave:

Sistema Internacional de Unidades. Unidades de Base. Grandezas de base. Unidades derivadas. Grandezas derivadas.

Sugestão de aplicação para o ensino remoto:

As sugestões estão organizadas em tópicos com uma breve explicação de cada recurso.
● Jitsi Meet: é um sistema de código aberto e gratuito, com o objetivo de permitir a criação e implementação de soluções seguras para videoconferências via Internet, com áudio, discagem, gravação e transmissão simultânea. Possui capacidade para até 200 pessoas, não há necessidade de criar uma conta, você poderá acessar através do seu navegador ou fazer o download do aplicativo, disponível para Android e iOS.

Trabalhando com essa ferramenta, é possível:

– Compartilhar sua área de trabalho, apresentações e arquivos;
– Convidar usuários para uma videoconferência por meio de um URL simples e personalizado;
– Editar documentos simultaneamente usando Etherpad (editor de texto on-line de código aberto);
– Trocar mensagens através do bate-papo integrado;
– Visualizar automaticamente o orador ativo ou escolher manualmente o participante que deseja ver na tela;
– Reproduzir um vídeo do YouTube para todos os participantes.

● Gravação de videoaula usando o Power Point: o PPT, já tão utilizado por nós professores para preparamos nossas aulas, também permite a gravação de uma narração para os slides, que tanto nos auxiliam na explanação dos conteúdos. É possível habilitar a função de vídeo enquanto grava, assim, os alunos verão o professor em uma janelinha no canto direito da apresentação. Essa ferramenta é bem simples e eficaz. Veja um guia.

● Envio de Podcast aos alunos: podcast nada mais é do que um áudio gravado (como os enviados pelo Whatsapp). Podem ser utilizados para narrar uma história, para correção de atividades, revisar ou aprofundar os conteúdos. Para tanto, sugiro o app Anchor, que pode ser baixado no seu celular. Ele é muito fácil e simples de utilizar.

● Plataforma Google Classroom: permite a criação de uma sala de aula virtual. Essa ação irá gerar um código que será compartilhado com os alunos, para que acessem a sala. Nesse ambiente virtual, o/a professor/a poderá criar postagens de avisos, textos, slides do PPT, conteúdos, links de vídeos, roteiros de estudos, atividades, etc. É uma forma bem simples e eficaz de manter a comunicação com os alunos e postar as aulas gravadas, usando os recursos anteriormente mencionados. Confira outros recursos oferecidos pela Google, como a construção de formulários (Google Forms) para serem realizados pelos alunos.

Sugerimos aulas com até 30 minutos de duração. Além disso, nem toda aula precisa gerar uma atividade avaliativa, para não sobrecarregar os alunos. As aulas virtuais também podem ser úteis para correção de exercícios e plantões de dúvidas.

Previsão para aplicação:

2 aulas (30 min./aula)

1ª Etapa: Introdução

Para essa etapa, sugerimos que o/a professor/a grave um Podcast (recurso e modo de fazer descrito anteriormente neste plano) com os conteúdos descritos abaixo, como se fosse realmente contar uma história, e disponibilize aos alunos através da plataforma Google Classroom. Essa é uma forma diferente e inusitada de praticarmos o ensino híbrido, modalidade rotação por estações, onde o aluno terá acesso prévio ao conteúdo e, nas aulas síncronas, um foco maior para dúvidas e realização de exercícios.

Desde a antiguidade, a espécie humana percebeu o quão importante é fazer medições, e fazê-las da melhor (e mais precisa) maneira possível. Tais medidas foram feitas para, por exemplo: medir um terreno; vender ou comprar um animal, alimentos; realizar transações de maneira geral, etc.

Vejamos um exemplo:
Se um criador de animais de grande porte (vacas), quisesse efetuar uma troca com um agricultor que cultiva milho, ambos deveriam chegar a um acordo: Quantos pés de milho vale uma vaca?

Se o agricultor perguntasse ao criador de animais: Qual é o tamanho da vaca? E obtivesse como resposta do criador de animais: A vaca é grande! O agricultor poderia replicar: Grande em relação ao quê? Em relação a quem?

Da mesma forma, o criador de animais poderia indagar ao agricultor: Quantos pés de milho você tem para fazer a troca? O agricultor poderia responder: Tenho bastante. E poderia ser novamente indagado pelo criador de animais: Bastante quanto? O agricultor poderia responder: Vinte sacos de milho.
Mas tais sacos de milho podem ser pequenos, médios ou grandes, o que interferirá diretamente na quantidade de milho que o criador de animais eventualmente receberá na troca pela vaca.

Existe um problema que pode dificultar a realização dessa transação: entre ambas as partes, o agricultor e o criador de animais, não existe uma unidade de medida em comum para a massa. O que pode acabar gerando prejuízos unilaterais.
Esse exemplo pode ser estendido para várias outras situações, envolvendo outras coisas além de animais e alimentos, envolvendo outras grandezas além da massa dos objetos.

Para se evitar problemas desse tipo e tantos outros (ainda mais complexos), buscou-se pela criação de um sistema de unidades, com o objetivo de padronizar os valores e as unidades de certas medidas. Quando uma pessoa fala sobre o valor de uma determinada medida, todas as outras pessoas são capazes de entender de qual grandeza ela está falando, e qual é o valor que está sendo atribuído a essa grandeza.
Não apenas no mundo dos negócios tal padronização é importante, mas também nas mais diversas Ciências. Quando um/a físico/a, um/a matemático/a ou um/a médico/a escreve um artigo/livro, ele/a precisa ter certeza de que as unidades de medida que estão sendo utilizadas serão compreendidas pelos seus pares, pelos/as seus/suas leitores/as.

Além da padronização das unidades de medidas, é preciso garantir também a sua precisão. Pois quanto mais precisa for uma medida, mais confiável é o resultado para o qual ela aponta.

A história já nos mostrou que quanto mais precisas são as nossas medidas, mais avanços e tecnologias revolucionárias somos capazes de produzir.
Para se atingir a universalidade e a precisão necessária das unidades de medida, naturalmente, foi preciso a utilização da linguagem matemática. Parafraseando o grande Galileu Galilei (1564-1642): “A Matemática é a linguagem do Universo.” Portanto, se algum dia almejamos entender o Universo que nos cerca, e no qual estamos irremediavelmente inseridos, é preciso saber Matemática.
Várias tentativas foram feitas visando a criação de um sistema mundial de unidades que fosse aceito e compreendido por todos os países¹, por todos os cientistas. Em 1960, na 11ª Conferência Geral de Pesos e Medidas (CGPM), foi criado o Sistema Internacional de Medidas, também conhecido pela sigla SI.

¹ Por questões históricas e culturais, existem algumas exceções, ou seja, países que utilizam um sistema de unidades de medidas diferente do SI. Os EUA e Libéria são alguns desses países que possuem um sistema de unidades de medida próprio.

Para as etapas 2 e 3 deste plano, sugiro uma aula síncrona on-line através da plataforma Jitsi Meet, onde o/a professor/a poderá compartilhar as imagens abaixo através do recurso do compartilhamento de tela disponível em seu computador, propor a resolução de exercícios durante o momento de aula, para melhor compreensão do conteúdo e esclarecimento de possíveis dúvidas. Ao final, se desejar, poderá disponibilizar uma lista de exercícios elaborada no Google Forms e disponibilizada no Google Classroom para avaliar a aprendizagem dos alunos.

2ª Etapa: Unidades de base

No Sistema Internacional de Unidades (SI) existe um grupo de sete grandezas físicas independentes, também chamadas de unidades de base, ou grandezas de base. Para cada uma das sete grandezas existe uma unidade de medida padrão e um símbolo que representa tal unidade, como está representado na tabela abaixo:

Definição das grandezas de base²:

Tempo (s): 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. Essa definição se refere a um átomo de césio em repouso, a uma temperatura de 0 K. O segundo tem uma definição recente e tem sido realizado com incertezas cada vez menores, com relativa facilidade, inclusive utilizando equipamentos comerciais. É baseado em propriedades atômicas, do átomo de um isótopo do Césio, na região das microondas.

Massa (Kg): O quilograma é a unidade de massa; ele é igual à massa do protótipo internacional do quilograma. Definida por um artefato material, o protótipo internacional é conservado com suas seis cópias oficiais no BIPM/França. ³

Comprimento (m): O metro é o comprimento do trajeto percorrido pela luz no vácuo durante um intervalo de tempo de 1/299 792 458 de segundo. Essa definição aconteceu em 1983, durante a 17ª CGPM. ³

Temperatura (K): O kelvin, unidade de temperatura termodinâmica, é a fração 1/273,16 da temperatura termodinâmica do ponto triplo da água. A 13ª CGPM, em 1967-1968, adotou o nome de kelvin para essa unidade (K), ao invés de grau kelvin (°K) e definiu a unidade da temperatura termodinâmica em termos de uma fração da temperatura termodinâmica do ponto triplo da água. ³

Quantidade de substância (mol): O mol é a quantidade de substância de um sistema que contém tantas entidades elementares quantos átomos existem em 0,012 quilogramas de carbono 12. Nesta definição, entende-se que se faz referência aos átomos não ligados de carbono 12, em repouso e no seu estado fundamental. ³

Corrente elétrica (A): A 9ª CGPM, em 1948, adotou o ampere como unidade de corrente elétrica, definida no Comitê Internacional de Pesos e Medidas (CIPM), em 1946, como sendo a corrente elétrica invariável que, mantida em dois condutores retilíneos, paralelos, de comprimento infinito e de área de seção transversal desprezível, situados no vácuo, a um metro de distância um do outro, produz entre esses condutores uma força igual a 2.10^(-7) Newton por metro de comprimento desses condutores.

Intensidade luminosa (cd): A 16ª CGPM, em 1979, adotou a seguinte definição -> candela é a intensidade luminosa, numa direção dada, de uma fonte que emite uma radiação monocromática de frequência 540.10^12 hertz e cuja intensidade energética naquela direção é 1/683 watt por esferorradiano.

² Em 2019, houve uma nova definição para as grandezas de base, definindo-as a partir das constantes fundamentais. Mas tal definição é muito abstrata para ser apresentada no ensino Fundamental II (Anos Finais) e Ensino Médio.

3ª Etapa: Unidades derivadas

A partir das sete grandezas de base/unidades de base, podemos definir todas as outras grandezas que são utilizadas no Sistema Internacional de Unidades (SI). As grandezas que são obtidas a partir de operações com as grandezas de base são chamadas de grandezas derivadas ou de unidades derivadas.

Vejamos alguns exemplos de grandezas derivadas apresentados na tabela abaixo:

Plano de aula elaborado pelo Professor Elves Silva Moreira
Adaptação para o ensino remoto elaborada pela Professora Doutora Nathalie Lousan

Materiais Relacionados

● Para ver conteúdos sobre o Sistema Internacional de Unidades (SI)

Cartilha -O novo SI

Acesso em: 14 de novembro de 2020.

Mundo Educação
Acesso em: 14 de novembro de 2020.

Sistema Internacional de Unidades
Acesso em: 14 de novembro de 2020.

Brasil Escola
Acesso em: 14 de novembro de 2020.

● Para ver vídeos sobre o Sistema Internacional de Unidades (SI):

Sistema Internacional (SI) – Sala de Exatas
Acesso em: 14 de novembro de 2020.

Sistema Internacional de Unidades (SI) – Brasil Escola
Acesso em: 14 de novembro de 2020.

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