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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 Medidas de Comprimento: 2º Relatório Campina Grande, PB Novembro de 2022 Introdução O experimento tem o intuito de obter medidas de comprimento de um certo móvel que tem superfície fórmica. As medidas foram tiradas utilizando vários instrumentos de medição, como, régua milimetrada, um paquímetro e escala milimetrada complementar. Assim podemos utilizar os resultados obtidos entre os três instrumentos para realizar operações aritméticas com algarismos significativos. 2. PROCEDIMENTOS E ANÁLISES Primeiramente fizemos a medição das dimensões do móvel utilizando três objetos diferentes para obter as medidas. Medimos sua altura, comprimento e largura, com a ajuda de uma escala milimetrada complementar, em seguida aferimos as mesma dimensões usando uma régua milimetrada, que por sua vez tem uma precisão maior do que a da escala milimetrada e, por fim, usamos um paquímetro com precisão de centímetro a milímetro, medimos comprimento, largura e altura com o bico maior, o diâmetro dos furos maiores e menores nos móveis usamos o bico menor e a profundidade do furo com a haste, e medimos o comprimento em unidades arbitrárias medindo a escala milimétrica, e dez vezes o diâmetro do menor furo no móvel para completar a medição. 3. MATERIAS UTILIZADOS Os matérias utilizados para obter as medições são um paquímetro, figura 1, régua milimetrado, figura 2, uma escala milimetrada complementar, figura 3, e o móvel usado no experimento, figura 4. Figura 1 - Parquímetro Figura 2 - Régua milimetrada 4. DADOS COLETADOS Tabela 1 - Unidade Arbitraria: U Desvio Avaliado: δVA = 0,05U C L H N0 de unid. completas 3,0 1,0 2,0 Frações avaliadas 0,3 0,2 0,5 Valor total obtido 3,3 1,2 2,5 Valor com desvio 3,30 ± 0,05 1,20 ± 0,05 2,50 ± 0,05 Figura 4 - Escala milimetrada complementar Figura 3 - Móvel Tabela 2 - Unidade: mm Desvio Avaliado: δVA = 0,5mm C L H N0 de unid. completas 53,0 27,0 42,0 Frações avaliadas 0,3 0,1 0,1 Valor total obtido 53,3 27,1 42,1 Valor com desvio 53,3 ± 0,5 27.1 ± 0,5 42,1 ± 0,5 Tabela 3 - Unidade mm Desvio Avaliado: δVA = 0,01mm C L H N0 de unid. completas 55,00 30,00 45,00 Frações avaliadas 0,68 0,56 0,60 Valor total obtido 55,68 30,56 45,60 Valor com desvio 55,68 ± 0,01 30,56 ± 0,01 45,60 ± 0,01 Tabela 4 D(mm) P(mm) Orifício raso 25,34 ± 0,01 3,83 ± 0,01 Orifício profundo 18,07 ± 0,01 32,83 ± 0,01 Comprimento de unidade arbitrária 1U = (84,0 ± 0,5) mm Tabela 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 D(mm) 24,51 24,69 24,47 24,14 24,97 24,51 24,23 24,20 24,50 24,81 4. C ÁLCULOS E CONSIDERAÇÕES Após preencher os dados coletados na Tabela 2, a fórmula de somatória da teoria do desvio padrão deve ser utilizada para encontrar a circunferência da maior face. Depois disso, multiplicaremos o valor da área máxima da face pela teoria do desvio padrão. Usando a Tabela III, recomenda-se calcular a média e o desvio padrão correspondente da média e, em seguida, determinar o valor que desvia 1X de uma unidade arbitrária. Assim: Perímetro da maior face = (55,68 + 45,60) ± (55,68 + 45,60) ∗ √(0, 01)2 + (0,01)2 = (101,28 ± 1,432315496) = (101,28 ± 1,43) Área da maior face = (55,68 + 45,60) ± (55,68 + 45,60) ∗ √( 0,01 55,68 )2 + ( 0,01 45,60 )2 = (2,539 ± 0,718137647) = (253,9 ± 7,2) Com a tabela 5 vamos calcular o valor médio e o correspondente desvio padrão da média. Valor médio = (24,51+24,69+24,47+24,14+24,97+24,51+24,23+24,20+24,50+24,81) 10 = 24,503 = 23,28 Desvio padrão da média: = √ 𝟏 𝟑 ((55,68 + 30,56 + 45,60) − 𝟏 𝟏𝟎 (245,03)) = √𝟑𝟓, 𝟕𝟖 = 5,98 = 6,00 Desvio padrão da média é 6,00 𝐷 = (24,50 ± 6,00)𝑚𝑚 Usando o desvio padrão da média podemos calcular o valor com o desvio da unidade 1U utilizando a seguinte formula. 1𝑈 = 53,3 ± 6 3,3 ± 0,05 = 53,3 3,3 ± 53,3 3,3 √( 6 53,3 )2 + ( 0,05 3,3 )2 = 16,15151515 ± 1,834577043 = 16,2 ± 1,8 Então a unidade arbitrária: 1𝑈 = (16,2 ± 1,8)𝑚𝑚 1𝑈 = (16,2 ± 1,8)𝑚𝑚 5. CLONCUSÃO Diante dos dados apurados na realização do experimento vemos que não é possível construir um instrumento que meça as dimensões exatas de um corpo. Por mais que um instrumento seja preciso ele apresentara algum erro, mesmo esse erro sendo pequeno. Dentre todos os objetos utilizados para conferir a medição do móvel o que apresentou o menor índice de erro foi o paquímetro que ficou entre 0,01 mm. O valor calculado para 1U não é uma medição coerente com os valores obtidos no experimento por seus valores e desvios serem diferentes. O melhor valor obtido é do experimento da tabela 5, onde se obtém o diâmetro dos valores do orifício raso e o valor médio, pelo fato de ter várias medições diferentes. Refazendo os cálculos e considerando o desvio avaliado em 0,5 mm para 1U, temos que o valor mais coerente para este desvio é o de 0,1 mm pós a precisão será maior. Definimos a diferença entre os desvios avaliados na tabela 1 e 2 onde o desvio da escala milimetrada é maior que o desvio da régua milimetrada, tonando-se menos precisa. 𝑈 = (53,3 ± 0,5) 3,30 ± 0,05 𝑈 = (16,15 ± 0,40) Os erros que foram observados no experimento estão relacionados à qualidade do instrumento utilizado no decorrer do experimento, onde o resultado nunca será exato mesmo o equipamento seja o melhor, sendo importante entender os dígitos significativos para obter mediadas mais precisas. 5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS CRUZ, C; FRANGNITO, H; COSTA, I; MELLO, B. Guia para Física Experimental Caderno de Laboratório. [S.I]: sn,1997
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