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09/06/2022 20:37 Pré-visualizar questão: cálculo das médias e desvios https://moodle.ufabc.edu.br/question/preview.php?id=12028229&courseid=3309 1/4 Questão 1 Ainda não respondida Vale 1,00 ponto(s). Cálculo da velocidade média de cada intervalo Conhecendo-se o intervalo de tempo e o intervalo de espaço (distância) entre o respectivo par de sensores , pode-se determinar a velocidade média em cada intervalo pela fórmula onde i pode ser I, II, III ou IV. Considere que em nosso experimento a régua tem uma incerteza instrumental de e os cronômetros de (vamos assumir que não há erros sistemáticos, ). Como vamos repetir as medidas, vamos também fazer a análise estatística. Use sempre o desvio padrão da média, também chamado de desvio padrão amostral, para determinar a incerteza estatística. A incerteza total, que deve aparecer na última linha da Tabela 1, deve ser a soma quadrática da incerteza instrumental e da incerteza estatística, conforme explicado na parte 1 deste Relatório. Todos os resultados de média e incerteza devem ser inseridos com os algarismos significativos corretos. Como a velocidade média é uma grandeza determinada de forma indireta, para determinarmos sua incerteza experimental é necessário fazermos a propagação de erro, considerando as incertezas na determinação direta de e . Lembre da fórmula geral para a propagação de erros com derivadas parciais e considere e como variáveis independentes. Cálculo das Médias e Desvios Na tabela abaixo, entre os valores medidos, calcule a média de cada medida e a incerteza total associada. IMPORTANTE 1: Em cada campo deve ser inserido um número apenas. Não inserir símbolos como ±, isso fará o campo ser interpretado como zero. IMPORTANTE 2: Devido a limitações da correção do Moodle, os relatórios serão posteriormente corrigidos externamente, e o gabarito será enviado por email. Você poderá ver sua nota final nessa parte do relatório no Quadro de Notas. Medida # L (cm) t (s) L (cm) t (s) L (cm) t (s) L (cm) t (s) 1 2 3 Média Incerteza Tabela 1: Dados experimentais. Tabela 2: Velocidade Δti Li = ,v̄i Li Δti = 0.5 mmσi = 0.001 sσi = 0σs σvi Li Δti L Δt I Δ I II Δ II III Δ III IV Δ IV 09/06/2022 20:37 Pré-visualizar questão: cálculo das médias e desvios https://moodle.ufabc.edu.br/question/preview.php?id=12028229&courseid=3309 2/4 Salvar Preencher com respostas corretas Enviar e finalizar Fechar pré-visualização Informação técnica média e sua incerteza Intervalo 1 2 3 4 Sensor (cm) (cm) t (s) (s) 1 0 0 0 0 2 3 4 5 Tabela 3: Posição do carrinho ao passar por um sensor em função do tempo. Se o carrinho realmente realizou um MRU sua velocidade deve ser constante. Faça a média das velocidades médias e sua incerteza (considere aqui apenas a incerteza estatística dos valores de ): . A equação de movimento do MRU é a equação de uma reta, usando o método de mínimos quadrados para obter a melhor reta que presenta os dados obtidos, . Use o método de mínimos quadrados para obter e , bem como suas incertezas (para esse cálculo você deve desconsiderar as incertezas no tempo). , . (cm/s)v̄ (cm/s)σv̄ x σx σt v̄ =v̄̄ ± cm/s x(t) = + vtx0 x0 v =x0 ± cm v = ± cm/s Começar de novo 06/07/2022 17:23 Pré-visualizar questão: Média-Incerteza-Aceleração https://moodle.ufabc.edu.br/question/preview.php?id=12028443&courseid=3309 1/5 Questão 1 Ainda não respondida Vale 1,00 ponto(s). Cálculo da Aceleração média de 3 Intervalos Conhecendo-se o intervalo de tempo e o intervalo de espaço entre o respectivo par de sensores, ou seja, a distância entre dois sensores , pode-se determinar a velocidade média pela fórmula onde I até IV. No movimento MRUV, a velocidade nos intervalos não será constante. Consideramos que na posição do primeiro sensor e que a velocidade média calculada da maneira acima está no meio do intervalo de tempo, ou . Então a velocidade em dois intervalos consecutivos e a aceleração entre esses intervalos de tempo estão relacionadas desta forma, onde . Precisamos de duas velocidades e do intervalo de tempo (de acordo com a equação acima) para calcular uma aceleração. Como temos 4 valores de velocidade, podemos calcular apenas 3 valores de aceleração aqui. Você deve calcular esses 3 valores de aceleração usando esta fórmula de e preencher a Tabela 4 abaixo. Considere sempre que em nosso experimento a régua tem uma incerteza instrumental de e os relógios do laboratório de (vamos assumir que não há erros sistemáticos, ). Como tratamos uma amostra, use sempre o desvio padrão da média, também chamado de desvio padrão amostral, para determinar a incerteza estatística. A incerteza instrumental deve ser adicionada apropriadamente ao desvio padrão da média para obter a Incerteza Total da respectiva medição ( e ), que então deve ser inserida na última linha da Tabela 1 abaixo. Esta incerteza total (de e ) então deve ser usada nos cálculos posteriores. Todos os resultados devem ser inseridos com os algarismos significativos corretos. Como a velocidade média é uma grandeza determinada de forma indireta, para determinarmos sua incerteza experimental é necessário fazermos a propagação de erro, considerando as incertezas na determinação direta de e . Lembre da fórmula geral para a propagação de erros com derivadas parciais e considere e como variáveis independentes. Analogamente, a incerteza das acelerações ( na Tabela 4 abaixo) deve ser obtida usando a propagação de erro das incertezas da velocidade e do tempo usando os termos da equação de acima. Cálculo das Médias e Desvios Na tabela abaixo, entre os valores medidos, calcule a média de cada medida e a incerteza total associada. IMPORTANTE: Escreva em cada caixa de texto apenas um número, não use símbolos como ± por exemplo. Use preferencialmente o ponto como separador decimal. Δti Li = ,v̄i Li Δti i = t = 0 = = v (t = + )v̄i vi ti Δti2 = + ( + ) ,vi+1 vi ak Δti2 Δti+1 2 k = 1, 2, 3 ak = .ak −vi+1 vi ( ) Δ +Δti ti+1 2 = 0.5 mmσi = 0.001 sσi = 0σs Li Δti Li Δti σvi Li Δti L Δt σa ak 06/07/2022 17:23 Pré-visualizar questão: Média-Incerteza-Aceleração https://moodle.ufabc.edu.br/question/preview.php?id=12028443&courseid=3309 2/5 Esse relatório não será corrigido pelo Moodle. Quando a atividade fechar, a nota atribuída será 0. Em alguns dias, iremos fazer a correção num programa externo, e você receberá sua nota, bem como um gabarito, pelo seu email institucional. A sua nota nessa atividade poderá se vista no seu quadro de notas. Medida # L (cm) t (s) L (cm) t (s) L (cm) t (s) L (cm) t (s) 1 2 3 Média Incerteza Tabela 1: Dados experimentais. Na Tabela 2 abaixo, entre os valores de massas medidas: do carrinho com peso (tarugo de metal) aclopado, do conjunto suporte+peso, e as respectivas incertezas. Tabela 2: Massas Grandeza Medida Na Tabela 3 abaixo, calcule as velocidades médias e suas incertezas, para cada intervalo medido. Tabela 3: Velocidade média e incerteza Intervalo 1 2 3 4 Na Tabela 4 abaixo, calcule as acelerações médias e suas incertezas, usando as fórmulas mostradas mais acima, nessa página. Tabela 4: Aceleração média e incerteza k (índice) 1 2 I Δ I II Δ II III Δ III IV Δ IV m1 m2 (g)m1 (g)σm1 (g)m2 (g)σm2 (cm/s)v̄ (cm/s)σv̄ a (cm/ )s2 (cm/ )σa s 2 06/07/2022 17:23 Pré-visualizar questão: Média-Incerteza-Aceleração https://moodle.ufabc.edu.br/question/preview.php?id=12028443&courseid=3309 3/5 Salvar Preencher com respostas corretas Enviar e finalizar Fechar pré-visualização Informação técnica Comportamento sendo usado: Feedback adiado Fração mínima: 0 Fração máxima: 1 Pergunta variável: 1 k (índice) 3 Se o carrinho realmente realizou um MRUV sua aceleração deve ser constante. Calcule a média das acelerações médias e sua incerteza (considere aqui apenas a incerteza estatística): . Esse valor é compatívelcom os valores de velocidade média obtida para cada intervalo? Sensor (cm) (cm) t (s) (s) (s ) (s ) 1 0 0 0 0 0 0 2 3 4 5 Tabela 5: Posição do carrinho ao passar por um sensor em função do tempo. A equação de movimento do MRUV é a equação de uma reta, usando o método de mínimos quadrados para obter a melhor reta que presenta os dados obtidos, . Use o método de mínimos quadrados (MMQ) para obter e , bem como suas incertezas (para esse cálculo você deve desconsiderar as incertezas no tempo e usar as fórmulas fornecidas aqui). Note que para o MMQ, os dados a serem utilizados são as velocidades da Tabela 3 e os tempos da Tabela 5. , . a (cm/ )s2 (cm/ )σa s 2 =ā ± cm/s2 x σx σt τ = t2 2 στ 2 v(t) = + at v0 v0 a =v0 ± cm/s a = ± cm/s2 Começar de novo https://moodle.ufabc.edu.br/mod/resource/view.php?id=172498
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