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FÍSICA I Relatório ALGARISMOS SIGNIFICATIVOS, PROPAGAÇÃO DE INCERTEZAS E INSTRUMENTOS DE PRECISÃO Flávia Andre da silva SUMÁRIO Página I. RESUMO 3 I. DESCRIÇÃO EXPERIMENTAL 3 II. RESULTADOS DE MEDIÇÕES, CÁLCULOS E ANÁLISE DE DADOS 6 III. DISCUSSÃO FINAL E CONCLUSÃO 8 IV. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 8 RESUMO Devido à diversidade de medidas de grandeza, o número de instrumentos de medida disponíveis acaba sendo muito variado. E para que seja possível realizar essas medidas de forma correta é necessário saber fazer a escolha do instrumento adequado para a medida, o procedimento de utilização do instrumento e a análise crítica do resultado. A atividade experimental proposta no laboratório de física era a medição de um cilindro, disco cilíndrico, recipiente cilíndrico e esfera com objetivo de encontrar seus volumes, diâmetros, comprimentos e larguras, utilizando os equipamentos adequados de acordo com suas necessidades, tais como: Micrometro, Paquímetro e Régua. No fim da experiência, ficou nítida a importância da medição com os equipamentos adequados para cada objeto, pois a Propagação de erros variava de acordo com o equipamento utilizado nas medições realizadas. DESCRIÇÃO EXPERIMENTAL Para se fazer a medição dos objetos aos quais iremos achar os seus respectivos volumes, necessitamos de equipamentos que nos proporcionassem uma medição satisfatória para aqueles objetos específicos. Os equipamentos utilizados foram: Micrometro http://www.industriahoje.com.br/wp-content/uploads/2013/06/partes-micrometro-.jpg figura 1.1 Micrômetro Padrão O micrometro é um instrumento de alta precisão. As partes nas quais se fornece a leitura das medições estão a seguir e também a incerteza. A circunferência de rosca ("tambor graduado") é dividida em 50 partes iguais, possibilitando leituras de 0,01mm a 0,001mm. Bainha: Onde é gravada a capacidade de medição do instrumento, sendo esta gravada de 1 em 1mm, e de 0,5 a 0,5mm. A incerteza do micrometro é a metade de sua menor divisão 0,01 mm, então a incerteza é de 0,005 mm. Depois de somados os valores apresentados na bainha e no tambor, se soma o cálculo da incerteza ao resultado desses. A medição no micrometro se dá da seguinte maneira: 1º passo: colocar o objeto a ser medido entre as faces de medição 2º passo: girar o tambor até que as faces encostem no objeto. 3º passo: Girar a catraca até que esta faça cliques que demonstram que as faces estão devidamente encostadas no objeto. 4º passo: fazer a leitura da medição. Obs.: no experimento realizado no laboratório de física não foi possível medir todos os objetos com este aparelho, principalmente pelo tamanho de alguns que não se adequavam ao micrometro. Paquímetro http://pensandocomtesla.files.wordpress.com/2012/09/paquimetro_com_legenda2.jpg figura 1.2 Paquímetro e seus componentes O paquímetro é um instrumento de medição versátil, permitindo medir de várias formas, dependendo da necessidade. O mesmo realiza medidas internas, externas ou de profundidade. As medidas interna e externas são de dois lados simetricamente opostos de um objeto. O nônio ou vernier é a escala de medição contida no cursor móvel do paquímetro, que permite uma precisão decimal de leitura através do alinhamento desta escala com uma medida da régua. A sua finalidade é proporcionar uma medida mais precisa do que somente com a régua fixa. http://paquimetro.net/wp-content/uploads/2011/07/escala-paquimetro.gif figura 1.3 Escala fixa e escala do nônio Leitura da medida: 1º passo: Posicione o bico móvel de forma tal que a peça a ser medida se adapte com folga entre os bicos fixo e móvel (medida externa) ou entre as orelhas (medida interna) ou entre a haste de profundidade e a escala fixa (medida de profundidade) 2º passo:Mova as partes móveis com o polegar atuando no impulsor até que a parte móvel (bico, orelha ou haste) encoste suavemente na peça. 3º passo: Leia na escala fixa o número de milímetros inteiros (à esquerda do zero do nônio). 4º passo: Leia a parte fracionária da medida observando qual traço do nônio coincide com algum traço da escala fixa. A incerteza do paquímetro é igual a 0,05mm. C:\Users\SEEDUC\Documents\Sem título.png figura 1.4 Exemplo de leitura no paquímetro Régua A régua é um instrumento de medição simples. Realiza medidas com menos precisão que o paquímetro e micrometro. É utilizada na medição de comprimento e para traçar segmentos de reta. Sua incerteza é a metade do milímetro, ou seja 0,5mm. A régua é um instrumento de fácil utilização necessitando apenas de posicioná-la na extensão do objeto que se deseja medir. RESULTADOS DE MEDIÇÕES, CÁLCULOS E ANÁLISE DE DADOS A medição do volume do cilindro se calcula pela fórmula V = π.r².h, onde π é 3,14, r o raio e h a altura. Utiliza-se a mesma fórmula na medição do volume do disco cilíndrico e do recipiente. Já a medição do volume da esfera se calcula pela fórmula V = 4/3π.r³. Cada instrumento possui uma margem de erro diferente, sendo mais ou menos preciso. A incerteza da régua é metade do milímetro, ou seja, ±0,5mm. Já a do paquímetro é ±0,05 e a do micrometro ±0,005. Quanto menor a margem de erro, mais exatidão. A margem de erro deve ser somada em cada medida, deixando sem seu cálculo final devido a grande variação dos números. Disco cilíndrico com régua Incerteza da régua: ± 0,5mm Diâmetro: 34mm ± 0,5mm Altura: 6mm ± 0,5mm Raio:17mm ± 0,5mm Volume = π.r².h V = 3,14.(17)².6 V = 5.444,76mm³ Disco cilíndrico com paquímetro Margem de erro: ±0,05mm Diâmetro: 34mm ± 0,05mm Raio: 17mm ± 0,05mm Altura: 6,6mm ± 0,05mm Volume = π.r².h V= 3,14.(17)².6,6 V = 5.989,24mm³ Cilindro com régua Diâmetro: 27mm ± 0,5mm Raio: 13,5mm ± 0,5mm Altura: 73mm ± 0,5mm Volume = π.r².h V = 3,14.(13,5)².73 V = 41.775,34mm³ Cilindro com paquímetro Diâmetro: 28mm ±0,05mm Raio: 14mm ±0,05mm Altura: 72mm + 0,95mm = 72,95mm ±0,05mm Volume = π.r².h V = 3,14.(14)².72,95 V = 44896,35mm³ O valor somado na altura são os decimais. Esfera com régua Diâmetro: 17mm ± 0,5mm Raio: 8,5mm ± 0,5mm Volume = 4/3π.r³ V = 4/3.3,14.(8,5)³ V = 2.571,14mm³ Esfera com paquímetro Diâmetro: 17,9mm + 0,5mm = 18,4mm ±0,05mm Raio: 9,2mm ±0,05mm Volume = 4/3π.r³ V = 4/3.3,14.(9,2)³ V = 3.260,11mm³ O valor somado no diâmetro são os decimais. Esfera com micrômetro Margem de erro: ±0,005mm Diâmetro: 18mm + 0,45mm + 0,001mm = 18,451mm ±0,005mm Raio: 9,22mm ±0,005mm Volume = 4/3π.r³ V = 4/3.3,14.(9,22)³ V = 3.281,41mm³ Os valores somados no diâmetro são os decimais e a margem de erro do instrumento, respectivamente. Recipiente cilíndrico com paquímetro Diâmetro interno: 28,6mm ±0,05mm Raio: 14,3mm ±0,05mm Altura: 72,7mm ±0,05mm Volume = π.r².h V = 3,14.(14,3)².72,7 V = 46.680,57mm³ Na tabela abaixo encontram-se todos os resultados, caso necessário sejam comparados, torna-se melhor sua visualização. Régua Paquímetro Micrometro Diâm. Altura Vol. Diâm. Altura Vol. Diâm. Vol. Disco 34 6 5444,76 34 6,6 5989,24 - - Cilindro 27 73 41775,34 28 72,95 44896,35 - - Esfera 17 - 2571,14 18,4 - 3260,11 18,451 3281,41 Rec. - - - 28,6 72,6 46680,57 - - Tabela - Resultado das medições e cálculo do volume *Medidas em mm **Não acrescentada a margem de erros Legenda da Tabela Vol.: Volume Diam.: Diâmetro Disco: Disco cilíndrico Rec.: Recipiente cilíndrico DISCUSSÃO FINAL E CONCLUSÃO No final do experimento viu-se que tão importante quanto a exatidão e precisão é a aplicação devida do aparelho, tendo em vista que quando se deseja realizar medidas, além de escolher aparelhos confiáveis quanto a precisão e exatidão, também devemos nos atentar se estes aparelhos satisfazem nossas necessidades em relação ao objeto que se deseja dimensionar, pois nem todos instrumentos se adéquam aos objetos. Quando se utilizam vários instrumentos, se consegue obter maior exatidão nos resultados e também é possível determinar o instrumento mais adequado para cada situação. Na utilização do paquímetro, obtiveram-se precisão e exatidãonum nível um pouco abaixo ao do micrômetro. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS EBAH. 1º relatório - paquímetro e micrômetro. Disponível em:<http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAtC0AB/1-relatorio-paquimetro-micrometro> PAQUIMETRO. Paquímetro: o que é e como funciona?. Dísponivel em: <http://paquimetro.net/paquimetro-o-que-e-e-como-funciona/> STEFANELLI.ENG. Paquímetro universal virtual com nônio em milímetro simulador de prática de leitura e interpretação. Disponivel em: <http://www.stefanelli.eng.br/webpage/metrologia/p-paquimetro-nonio-milimetro-05.html> WIKIPÉDIA. Paquímetro. Disponivel em: <http://pt.wikipedia.org/wiki/Paqu%C3%ADmetro> WIKIPÉDIA. Micrómetro. Disponivel em: <http://pt.wikipedia.org/wiki/Micr%C3%B3metro_%28instrumento%29>
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