Conversão de unidades de tempo

O que é o tempo?

O tempo é uma grandeza fundamental que expressa a ordem em que os eventos ocorrem e a duração decorrida entre dois eventos. Na física, é representado pelo símbolo dimensional T e participa da definição de diversas grandezas derivadas, como velocidade, aceleração e frequência.

Na física clássica, o tempo era considerado uma grandeza absoluta que transcorria igualmente para todos os observadores; com a teoria da relatividade de Einstein, compreendeu-se que o tempo pode transcorrer de forma diferente conforme a velocidade do observador e o campo gravitacional (dilatação do tempo).

A unidade SI do tempo: o segundo

O segundo é a unidade básica do SI para tempo, simbolizado por s. Historicamente, o segundo era definido como 1/86.400 de um dia (24 horas × 60 minutos × 60 segundos).

Como essa definição se mostrou insuficientemente estável devido a pequenas irregularidades na velocidade de rotação da Terra, em 1967 o segundo foi redefinido como exatamente 9.192.631.770 períodos da radiação associada à transição entre dois níveis de energia fundamentais do átomo de césio-133. Essa definição permite que os relógios atômicos funcionem com a mesma precisão em qualquer lugar do mundo.

Para mais informações sobre a unidade Segundo, consulte a página de informações de Segundo.

A origem sexagesimal da hora, do minuto e do segundo

A divisão de uma hora em 60 minutos e de um minuto em 60 segundos remonta ao sistema numérico sexagesimal (base 60) usado pela antiga civilização babilônica. Os babilônios dividiam tanto o ângulo (360 graus) quanto o tempo segundo esse sistema.

O número 60 foi escolhido porque é divisível exatamente por muitos números -- 2, 3, 4, 5, 6, 10, 12, 15, 20 e 30 -- o que facilita divisões práticas em cálculos cotidianos (por exemplo, dividir uma hora em três ou quatro partes) sem necessidade de números fracionários.

A divisão do dia em 24 horas

A divisão do dia em 24 horas remonta ao Antigo Egito; os egípcios dividiam o dia em 12 partes iguais e a noite em outras 12, acompanhando o tempo por meio de relógios de sol e observações estelares.

Essa divisão em 12 provavelmente se inspirou na contagem das falanges dos dedos (três falanges em cada um dos quatro dedos sem contar o polegar, 12 no total) ou no número de ciclos lunares de um ano (cerca de 12 luas cheias).

A relação entre as unidades métricas de tempo

Os submúltiplos do segundo -- o milissegundo (0,001 segundo), o microssegundo e o nanossegundo -- são usados para medir eventos muito breves, como operações de processadores de computador, cronometragem esportiva e experimentos científicos.

Seus múltiplos -- o minuto (60 segundos), a hora (3600 segundos) e o dia (86.400 segundos) -- são as unidades básicas usadas diariamente para contar o tempo. A conversão entre essas unidades é feita, diferentemente da temperatura, apenas por multiplicação/divisão, porque todas compartilham um ponto zero (origem) comum.

O que é um segundo intercalar?

A velocidade de rotação da Terra em seu eixo apresenta, com o tempo, pequenas irregularidades devido aos efeitos das marés e a mudanças em sua estrutura interna; isso cria uma pequena defasagem entre o tempo 'preciso' medido pelos relógios atômicos e a duração do dia baseada na rotação real da Terra.

Para compensar essa defasagem, desde 1972 adiciona-se um 'segundo intercalar' ao Tempo Universal Coordenado (UTC) quando necessário. É um mecanismo de correção semelhante ao dia adicional dos anos bissextos (29 de fevereiro), mas como a irregularidade da rotação terrestre é imprevisível, os segundos intercalares não são adicionados em um ciclo fixo como o calendário, e sim conforme necessário.

Os fusos horários e o UTC

A Terra está dividida em cerca de 24 fusos horários, porque o Sol atinge seu ponto mais alto em horas diferentes conforme a longitude. Todos os fusos horários usam o Tempo Universal Coordenado (UTC) como ponto de referência e são expressos por uma diferença horária em relação a essa referência conforme sua região (por exemplo, Brasília é UTC-3 e Nova York é UTC-5 no inverno).

O UTC é um padrão de tempo moderno que substituiu o antigo Tempo Médio de Greenwich (GMT) e é mantido por relógios atômicos; o GMT hoje é usado principalmente como nome do fuso horário correspondente ao horário de inverno no Reino Unido.

Como se mede o tempo?

No dia a dia, usam-se relógios mecânicos e digitais, enquanto em aplicações científicas e tecnológicas (satélites GPS, redes de telecomunicações) usam-se relógios atômicos. Os relógios atômicos funcionam com precisão extremamente alta, baseada na frequência de oscilação estável de átomos de césio ou rubídio.

Para que o sistema GPS possa determinar uma posição precisa, os relógios atômicos dos satélites devem estar sincronizados com precisão de nanossegundos; até uma pequena defasagem nesses relógios pode provocar grandes erros no cálculo da posição em terra.