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Universidade de Brasília Instituto de Física Relatório 01: Medidas e Erros Grupo: 5 Pedro Antônio Silva de Souza MAT: 202015625 Daniel Ferreira Putini MAT: 202055700 Rafael Marques Elesbão de Araújo MAT: 211064914 15 de Junho de 2022 1 1 Objetivo O experimento tem como objetivo determinar a densidade de uma placa de alumínio, a partir das dimensões, massa e volume. 2 Materiais utilizados • Uma placa retangular de alumínio com um furo, • Um paquímetro, • Um micrômetro, • Uma balança digital. 3 Dados Experimentais Para determinar a densidade da placa, precisamos conhecer a massa e o volume dela, sendo uma placa de alumínio com um furo no centro. Tabela 1 – Placa de Metal Massa (g) Erro Instrumental = 0,1g 8,68g 8,68g 8,68g 8,68g 8,68g Com a massa da placa determinada, vamos agora determinar o volume da placa assim usando dois aparelhos de medição, um paquímetro e um micrómetro para obtenção dos valores. Tabela 2 – Medidas das dimensões da placa de metal LADO A (mm) LADO B (mm) ESPESSURA (mm) DIAMETRO DO FURO (mm) Erro Instrumental = 0,05mm Erro Instrumental = 0,05mm Erro Instrumental = 0,01mm Erro Instrumental = 0,05mm 42,35mm 29,4mm 0,30mm 14,30mm 42,20mm 29,80mm 0,31mm 14,30mm 42,40mm 29,30mm 0,31mm 14,30mm 42,40mm 29,80mm 0,31mm 14,30mm 42,20mm 29,50mm 0,31mm 14,20mm 42,10mm 29,40mm 0,31mm 14,20mm 42,20mm 29,40mm 0,30mm 14,20mm 42,30mm 29,50mm 0,30mm 14,10mm 42,40mm 29,00mm 0,35mm 14,10mm 2 42,10mm 29,20mm 0,32mm 14,10mm 4 Resultados e Análise • Vamos determinar o valor da massa da placa onde deve ser expressa como 𝑀 = (𝑀𝑚 ± ∆𝑀) e apresentar o valor médio, erro aleatório e o erro experimental. Tabela 3 – Resultado da medida da massa Valor Médio Erro Instrumental Erro Aleatório Erro Experimental Resultado Experimental 8,68g 0,1g 0,1g 0,2g 8,68 ± 0,2g 𝐸𝑎 =∑ 𝑛 𝑖=1 √ (𝑥𝑖 − 𝑥)2 𝑛(𝑛 − 1) • Vamos determinar as dimensões da placa onde a dimensão deve ser escrita como 𝑋 = (𝑋𝑚 ± ∆𝑋) e expressar seu erro instrumental, erro aleatório, erro experimental e o resultado experimental. Tabela 4 – Resultado das medidas das dimensões Valor Médio Erro Instrumental Erro Aleatório Erro Experimental Resultado Experimental LADO A 4,226cm 0,05mm 0,1mm 0,15mm 4,226±0,015cm LADO B 2,943cm 0,05mm 0,24mm 0,29mm 2,943±0,029cm ESPESSURA 0,31mm 0,01mm 0,01mm 0,02mm 0,31±0,02mm DIÂMENTRO 1,421cm 0,05mm 0,09mm 0,14mm 1,421±0,014cm 𝐸𝑎 =∑ 𝑛 𝑖=1 √ (𝑥𝑖 − 𝑥)2 𝑛(𝑛 − 1) 3 5 Determinando o Volume • Agora vamos determinar o volume da placa que deve ser escrita como 𝑉 = (𝑉𝑚 ± ∆𝑉) . • Para determinamos o volume precisamos somar as melhores estimativas das dimensões da placa (𝑉𝑇𝑚) e o erro experimental (∆𝑉𝑇). (𝑉𝑇𝑚) = (𝐴𝑚) ⋅ (𝐵𝑀) ⋅ (𝐸𝑚) − 𝜋𝑟 2 ⋅ 𝐸𝑚 (∆𝑉𝑇) = (𝐴𝑚) ⋅ (𝐵𝑚) ⋅ (𝐸𝑚) ( ∆𝐴𝑚 𝐴𝑚 + ∆𝐵𝑚 𝐵𝑚 + ∆𝐸𝑚 𝐸𝑚 ) + 𝜋𝑟2 ⋅ 𝐸𝑚 ( 2∆𝑟 𝑟 + ∆𝐸𝑚 𝐸𝑚 ) = 𝑉 = (𝑉𝑚 ± ∆𝑉). Tabela 5 – Resultado da medida do volume. 𝑉 = 36,64 ± 0,016 𝑐𝑚3 • Erro percentual: 𝐸𝑝 = ( ∆𝑋 𝑋𝑚 ) 6 Determinação da Densidade • Agora vamos determinar a densidade da placa. Com a massa e volume obtidos conseguimos determinar a densidade que deve ser escrita como 𝑑 = 𝑑𝑚 ± ∆𝑑. • Para obtenção da densidade usamos das fórmulas: 𝑑 = ( 𝑀 𝑉 ) ∆𝑑 𝑑𝑚 = ( ∆𝑀 𝑀𝑚 ) + ( ∆𝑉 𝑉𝑚 ) Tabela 6 – Resultado da determinação da densidade 𝑑 = 26,8 ± 1,75𝑐𝑚3 4 7 Conclusão O experimento tinha como objetivo determinar a densidade de uma placa retangular de alumínio com um furo no centro. Começamos calculando a massa da placa com uma balança digital e obtendo os valores e determinando a incerteza na medida. Logo em seguida começamos a obter os valores das dimensões da placa junto com o diâmetro do furo, usando um paquímetro e um micrômetro obtivemos os valores das dimensões da placa e determinamos a incerteza da medida. Com todos os valores obtidos pra a determinação da densidade, achamos o valor de 𝑑 = 26,8 ± 1,75 𝑐𝑚3. Universidade de Brasília Relatório 01: 15 de Junho de 2022 1 Objetivo 2 Materiais utilizados 3 Dados Experimentais 4 Resultados e Análise 7 Conclusão O experimento tinha como objetivo determinar a densidade de uma placa retangular de alumínio com um furo no centro. Começamos calculando a massa da placa com uma balança digital e obtendo os valores e determinando a incerteza na medida. Logo em seguid...
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