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UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA – CCT DEPARTAMENTO DE FÍSICA DISCIPLINA: FÍSICA EXPERIMENTAL I PROFESSOR: ALEXANDRE JOSÉ DE ALMEIDA GAMA TURMA: 09 ALUNO: RODRIGO LIMA DE OLIVEIRA MATRÍCULA: 120110861 EXERCÍCIOS PROPOSTOS: PRECISÃO DE MEDIDAS. Campina Grande, PB Outubro de 2022 O presente trabalho visar responder às questões propostas pelo professor. Questões do slide. 1_ Quantos algarismos significativos têm as medidas abaixo? a) 0,0036 Resposta: 2 algarismos significativos. b) 0,120 Resposta: 3 algarismos significativos. c) 3,5200 Resposta: 5 algarismos significativos. d) 0,250 Resposta: 3 algarismos significativos. e) (0,2500 ± 0,0005) Resposta: soma igual a 0,2505 e tem 4 algarismos significativos e a subtração é igual a 0,2495 e tem 4 algarismos significativos. 2_ Resolva as operações com medidas A = 2,35 e B = 9,8604. Apresente o resultado da calculadora e o resultado final de acordo com as regras estabelecidas para as operações aritméticas. a) A * B = (Resposta da calculadora) = 23,17194 = (resultado final )23,2 b) B + A = (Resposta da calculadora) 12,2104 = (resultado final) 12,2 c) A – B = (Resposta da calculadora) -7,5104 = (resultado final) - 7,51 d) A/B = (Resposta da calculadora) 0,238327046 = (resultado final) 0,238 = 238 x 10-3 3_ Resolva os produtos das medidas pelas constantes: a) 8,88 *e = (Resposta da calculadora) 24,138342637 = (resultado final) 24,1 b) 1,327 * π = (Resposta da calculadora) 4,168893451 = (resultado final) 4,169 4_ Dadas as medidas A = 815,912 e B = 345,3; escreva-as: a) Na notação padrão implícita: A = 815,912 e B = 345,3 b) Na notação padrão explícita :A (815,912 ± 0,005) e B (345,3 ±0,05) c) Observando as respostas do item a diga quantos algarismos significativos deve ter o produto de A por B: A * B = 281.734,414 = 281,7 * 103 tem 4 algarismos significativos 5_ Realize as operações com medidas indicadas abaixo. a) 1232,9 * 423 = (Resposta da calculadora) 521.516,7 = (resultado final) 522 * 103 b) 33,98 * 827 = (Resposta da calculadora) 28.101,46 = (resultado final) 281 * 102 c) 451,8 / 0,34 = (Resposta da calculadora) 1.328,82353 = (resultado final) 13 * 102 d) 382,3 * 103 + 388,448 * 104 = (Resposta da calculadora) 4.266.780 = (resultado final) 146,67 x 10⁵ e) 0,0845 – 0,4 = (Resposta da calculadora) 0,3155 = (resultado final) -3 * 10-1 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Questões da apostila. 03_ Quantos algarismos significativos têm as medidas abaixo? A = 0,035 2 algarismos significativos B = 0,305 3 algarismos significativos C = 0,350 3 algarismos significativos D = (0,350 ± 0,005) subtração 0,345 então 3 algarismos significativos / soma 0,355 então 3 algarismos significativos 06_ Dados A = √7; B = √45; C = 1631,4; D = 0,00024705 e E = 1589,5, arredonde-os para 3 algarismos. A = √7 = (Resposta da calculadora) 2,645751311 = (resultado final) 264 x 10-2 B = √45 = (Resposta da calculadora) 6,708203932 = (resultado final) 671 x 10-2 C = 1631,4 = (resultado final) 163 x 101 D = 0,00024705 = (resultado final) 247 x 10-6 E = 1589,5 = (resultado final) 159 x 101 09_ Resolva as operações com as medidas A = 3,45 e B = 8,7593. Apresente o resultado da calculadora e o resultado final de acordo com as regras estabelecidas para as operações aritméticas. a) A* B = (Resposta da calculadora) 30,219585 = (resultado final) 30,2 = 302 x 10-1 b) B / A = (Resposta da calculadora) 2,538927536 = (resultado final) 2,54 = 254 x 10-2 c) A – B = (Resposta da calculadora) -5,3093 = (resultado final) -5,31 = - 531 x 10-2 d) A + B = (Resposta da calculadora) 12,2093 = (resultado final) 12,2 = 122 x 10-1 17 _ Resolva os produtos das medidas pelas constantes: a) 9,99 * e = (Resposta da calculadora) 27,155635466 = (resultado final) 27,2 = 272 x 10-1 b) 2,327 x π = (Resposta da calculadora) 7,310486105 = (resultado final) 7,310 = 7310 x 10-3 18_ Quanto é o sêxtuplo de 2,94? 6 * 2,94 = (Resposta da calculadora) 17,64 = (resultado final) 18 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Questões da apostila. 4_ Numa série de 100 leituras de um comprimento x foram obtidos os seguintes valores, com frequência absoluta N: Leituras i x(mm) Ni 1 16,25 8 2 16,27 18 3 16,29 42 4 16,31 20 N’ = 5 16,33 12 a) Faça o tratamento dos dados, isto é, escreva a medida através do valor médio das leituras e do desvio padrão da média. Respota: xv = (x̅ ⨦ 𝞼xm) 𝑥̅ = 𝑖 = 1 𝑁 ∑ 𝑥𝑖 * 𝑛𝑖 = (16,25 * 8) + (16,27*18)+ (16,29*42 ) + (16,31*20) + (16,31,20) +(16,33 * 12) 100 𝑥̅ = 130 + 292,86 +684,18 + 326,2 +195,96 100 = 1629,2 100 = 16, 292 𝞼xm = 1 𝑁 𝑖 = 1 𝑛 ∑ (δ𝑥𝑖)2 δ 𝑥𝑖 = (𝑥 𝑖 − 𝑥̅ )2 * 𝑛𝑖 δ 𝑥𝑖 = (𝑥 𝑖 − 𝑥̅ )2 * 𝑛𝑖 = (16, 25 − 16, 292)2 * 8 = 0, 014112 δ 𝑥𝑖 = (𝑥 𝑖 − 𝑥̅ )2 * 𝑛𝑖 = (16, 27 − 16, 292)2 * 18 = 0, 008712 δ 𝑥𝑖 = (𝑥 𝑖 − 𝑥̅ )2 * 𝑛𝑖 = (16, 29 − 16, 292)2 * 42 = 0, 000168 δ 𝑥𝑖 = (𝑥 𝑖 − 𝑥̅ )2 * 𝑛𝑖 = (16, 31 − 16, 292)2 * 20 = 0, 00648 δ 𝑥𝑖 = (𝑥 𝑖 − 𝑥̅ )2 * 𝑛𝑖 = (16, 33 − 16, 292)2 * 12 = 0, 017328 𝑖=1 𝑁 ∑ (δ𝑥𝑖) = (0, 014112) + (0, 008712) + (0, 000168) + (0, 00648) + (0, 017328) 𝑖=1 𝑁 ∑ (δ𝑥𝑖) = 0, 0468 𝞼xm = 1 𝑁 𝑖 = 1 𝑛 ∑ (δ𝑥𝑖)2 = 1100 0, 0468 = 0, 002163330765 = 0, 0022 𝞼𝑥𝑚 = 0, 0022 = 16,2920 ± 0,0022 mm𝞼𝑥𝑚 8_ Dados as leituras l1 = (20,40 ⨦ 0,31) e l2 = (0,452 ⨦ 0,011), responda qual tem: A incerteza absoluta das leituras l1 = ± 0,31 e a incerteza relativa é ± ou 15,196%.0,3120,40 = 0, 15196 Em l2 a incerteza absoluta é de ±0,011 e a incerteza relativa é de ± = 0,02434 0,011 0,452 ou 2,434%. a) A melhor precisão absoluta? l2 b) A melhor precisão relativa? l2 24_ Numa experiência com um plano inclinado, para a determinação do coeficiente de atrito estático entre duas superfícies, obteve-se a seguinte tabela para o ângulo de atrito: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 θ(º) 15,0 18,0 17,5 16,0 19,0 19,5 17,0 20,0 16,5 17,0 a) Escreva a medida do ângulo θ de forma adequada a teoria do desvio padrão. [Resp. θ = (17,6 ⨦ 0,5)]. 𝑉 θ = 110 (15, 0 + 19, 0 + 17, 5 + 16, 0 + 19, 0 + 19, 5 + 17, 0 + 20, 0 + 16, 5 + 17, 0) 𝑉 θ = 15, 55 Então: 2 𝑖=1 𝑛 ∑ (𝑉 𝑖 − 𝑉 θ ) (15, 0 − 17, 55)2 + (18, 0 − 17, 55)2 + (16, 0 − 17, 55)2 + (19, 0 − 17, 55)2 + (19, 5 − 17, 55)2 + (20, 0 − 17, 55)2 + (16, 5 − 17, 55)2 + (17, 0 − 17, 55)2 + (17, 5 − 17, 55)2 + (17, 0 − 17, 55)2 = 27, 725 Aplicando a equação 2: σ 𝑣𝑚 = 110 27, 725 = 1 10 (4, 767074575) σ 𝑣𝑚 = 0, 4767 σ 𝑣𝑚 = 0, 5 σ 𝑣𝑚 (17, 6 ± 0, 5 )° b) Relembrando que μ = tgθ, calcule μ para cada ângulo 0 e utiliza a teoria do desvio padrão para escrever o valor experimental do coeficiente de atrito estático. [Resp. μ = (0,317 ⨦ 0,010) ] Abaixo os valores da tang em graus: 1. tang 15 = 0,267949 2. tang 18 = 0,324920 3. tang 17,5 = 0,315299 4. tang 16 = 0,286745 5. tang 19 = 0,344328 6. tang 19,5 = 0,354119 7. tang 17 = 0,305731 8. tang 20 = 0,363970 9. tang 16,5 = 0,296213 10. tang 17 = 0,305731 A média: =⊽ 110 (3, 165005) = 0,3165𝑉 θ Aplicando a equação 2, temos: 1 10 0, 00084 = 0,091652 10 σ 𝑣𝑚 = 0, 009 Vv = (0,316 0,009)± A média desses valores é igual a: 33_ Faça o tratamento estatístico das leituras dadas abaixo. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Xi 31,38 31,39 31,40 31,41 31,42 31,43 31,44 31,45 31,46 Ni 8 15 27 36 40 37 26 16 8 [Resp. Xv = (31,4201 ⨦ 0,0014)] Utilizando a equação 1, temos: ⊽ = 1213 (6692, 48) ⊽ = 31,42009389 Aplicando a equação 2: 1 213 0, 081998122 = 0,286353142 213 σ 𝑣𝑚 = 0, 0013 Vv = (31,421 0,0013)±