Atividade de Pesquisa (Rafael Duarte Ferreira Rezende) - Metrologia

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Avaliação de Pesquisa: Metrologia 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. O que é um sistema de medição, quais são as maneiras e as defina? 
R: Um sistema de medição é um conjunto de instrumentos, procedimentos e normas 
utilizados para obter, registrar e interpretar informações quantitativas sobre grandezas 
físicas ou químicas. Existem várias maneiras de medir, que incluem: 
Direta: Medição onde o valor da grandeza é obtido diretamente do instrumento de 
medição sem a necessidade de cálculos adicionais. Exemplo: usar uma régua para medir o 
comprimento de um objeto. 
Indireta: Medição onde o valor da grandeza é obtido através de cálculos baseados em 
outras medições. Exemplo: medir a densidade de um material calculando a massa e o 
volume separadamente. 
Comparativa: Medição onde a grandeza é comparada com uma referência ou padrão 
conhecido. Exemplo: balança de dois pratos para comparar massas. 
Estática: Medição onde a grandeza não varia com o tempo durante o processo de 
medição. Exemplo: medir a altura de uma pessoa. 
Dinâmica: Medição onde a grandeza varia com o tempo durante o processo de medição. 
Exemplo: medir a velocidade de um carro em movimento. 
 
2. Na prática, toda medição está sujeita a erros. O erro de uma medição pode ser definido 
como a diferença entre o valor medido de uma grandeza e um valor de referência (valor 
verdadeiro). Usualmente, o erro tem duas componentes. Quais são e os defina. 
R: Erro Sistemático: É um erro consistente e previsível que afeta todas as medições de 
uma maneira semelhante. Pode ser causado por falhas no equipamento, calibração 
inadequada ou condições ambientais constantes. Por exemplo, se um termômetro está 
mal calibrado e sempre marca 2°C a mais, esse desvio é um erro sistemático. 
Erro Aleatório: É um erro imprevisível que varia de uma medição para outra devido a 
flutuações aleatórias em fatores como condições ambientais, imprecisão do operador ou 
ruído nos instrumentos. Esses erros não têm um padrão fixo e podem ser reduzidos 
aumentando o número de medições e usando técnicas estatísticas. 
 
 
Metrologia 
Aluno (a): Rafael Duarte Ferreira Rezende Data: 21/05/2024 
Atividade de Pesquisa NOTA: 
ORIENTAÇÕES: 
❖ Ler atentamente as instruções contidas no documento é de fundamental importância na realização da 
avaliação. 
❖ Para esta atividade o aluno poderá utilizar-se das ferramentas de pesquisas como: internet, artigos científicos, 
manuais técnicos, livros e literaturas disponibilizadas em nossa biblioteca. 
❖ Preencha todos os dados referente a sua identificação como: nome completo, data de entrega. 
❖ As respostas poderão ser de escritas forma manual e/ou digitadas abaixo de cada pergunta. 
❖ Ao terminar a avaliação o arquivo deverá ser salvo com o nome: "Avaliação de Pesquisa" (nome do aluno). 
❖ Envie o arquivo pelo sistema em formato digital em pdf ou word. 
Bons Estudos! 
 
 Avaliação de Pesquisa: Metrologia 
3. O que é paquímetro e para que serve? 
R: Um paquímetro é um instrumento de medição utilizado para medir com precisão 
dimensões lineares internas e externas, assim como profundidades. Ele possui duas escalas 
graduadas, uma fixa e outra deslizante (nônio ou vernier), que permitem leituras precisas. 
É comumente usados em oficinas mecânicas, laboratórios e na indústria para medições de 
precisão em engenharia e fabricação. 
 
4. Uma medida pode ser dita exata? 
R: Em termos absolutos, nenhuma medida pode ser dita completamente exata devido à 
presença inevitável de erros sistemáticos e aleatórios. No entanto, uma medida pode ser 
considerada suficientemente precisa ou exata dentro de um grau aceitável de incerteza 
para um propósito específico. O conceito de exatidão está relacionado à proximidade do 
valor medido com o valor verdadeiro da grandeza. 
 
5. O que é Variância permite avaliar e qual é a sua fórmula? 
R: A variância é uma medida estatística que permite avaliar a dispersão ou a variabilidade 
de um conjunto de dados em torno de sua média. Em outras palavras, a variância indica o 
quanto os valores de um conjunto de dados diferem entre si e da média do conjunto. A 
fórmula da variância para uma amostra é: 
 
 
6. Defina o que são Grandezas físicas? Detalhe. 
R: Grandezas físicas são propriedades ou características dos sistemas físicos que podem ser 
medidas e expressas quantitativamente. Elas são essenciais para descrever, analisar e 
prever fenômenos naturais de forma objetiva e consistente. Existem várias categorias de 
grandezas físicas: 
Grandezas fundamentais: 
• Comprimento (L): metro (m) 
• Massa (M): quilograma (kg) 
• Tempo (T): segundo (s) 
• Corrente elétrica (I): ampere (A) 
• Temperatura (Θ): kelvin (K) 
• Quantidade de substância (N): mol (mol) 
• Intensidade luminosa (J): candela (cd) 
 
Grandezas derivadas: 
• Velocidade (v): metros por segundo (m/s) 
• Aceleração (a): metros por segundo ao quadrado (m/s²) 
• Força (F): newton (N) 
 
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• Energia (E): joule (J) 
• Potência (P): watt (W) 
• Pressão (p): pascal (Pa) 
 
Grandezas escalares e vetoriais: 
• Escalares: Descritas por um valor numérico e uma unidade. Exemplo: massa (5 kg) 
• Vetoriais: Possuem magnitude e direção. Exemplo: força (10 N para cima) 
 
7. Um engenheiro mecânico deseja saber o valor da resistência à tração de um material 
metálico. Para isso, realiza um ensaio de tração em uma máquina de ensaios universal, 
mas não tem certeza sobre a exatidão desse sistema de medição. Para ter uma ideia da 
exatidão associada ao valor medido, o engenheiro realiza a instrumentação do corpo de 
prova. Depois de executar o ensaio, a máquina de ensaios indica o valor de 725,97 MPa 
para a resistência à tração do corpo de prova. Em seguida, o engenheiro verifica que a 
instrumentação indica um valor de referência de 725,36 MPa para o mesmo corpo de 
prova. Qual o erro associado ao valor medido? A máquina de ensaios universal tem boa 
exatidão? Utilizando a Equação 2 e adotando o valor do corpo de prova instrumentado 
como valor de referência, temos: 
R: Para determinar o erro associado ao valor medido pela máquina de ensaios universal, 
utilizamos a diferença entre o valor medido e o valor de referência. O valor medido fornecido 
pela máquina é 725,97 MPa, e o valor de referência indicado pela instrumentação é 725,36 
MPa. 
A equação para calcular o erro é: 
𝐸𝑟𝑟𝑜 = 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑜 − 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑓𝑒𝑟ê𝑛𝑐𝑖𝑎 
Substituindo os valores: 
𝐸𝑟𝑟𝑜 = 725,97 𝑀𝑃𝑎 − 725,36 𝑀𝑃𝑎 
𝐸𝑟𝑟𝑜 = 0,61 𝑀𝑃𝑎 
Portanto, o erro associado ao valor medido pela máquina de ensaios universal é de 0,61 MPa. 
Para avaliar a exatidão da máquina de ensaios, é importante considerar que a exatidão se 
refere à proximidade do valor medido em relação ao valor verdadeiro (ou de referência). Um erro de 
0,61 MPa em um valor de referência de 725,36 MPa indica que a máquina de ensaios está muito 
próxima do valor real, sugerindo que a máquina tem boa exatidão. Para uma análise mais rigorosa, a 
exatidão pode ser avaliada em termos percentuais: 
 
 
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Um erro percentual de aproximadamente 0,084% é bastante pequeno, indicando que a máquina 
de ensaios universal possui boa exatidão na medição da resistência à tração do material metálico. 
 
8. Podemos classificar a relação entre precisão e acurácia para um conjunto de dados. Conceitue 
todos eles. 
R: Acurácia e precisão são termos importantes na análise de medições: 
 
Acurácia (ou Exatidão): 
Definição: Proximidade dos valores medidos em relação ao valor verdadeiro. 
Exemplo: Uma medição é acurada se estiver muito próxima do valor verdadeiro (ex.: 725,97 
MPa comparado com 725,36 MPa). 
 
Precisão: 
Definição: Consistência e repetibilidade das medições. 
Exemplo: Medições são precisas se os valores forem muito próximos entre si (ex.: 725,97 MPa, 
725,98 MPa, 725,96 MPa). 
 
Relação entre Precisãoe Acurácia: 
• Alta acurácia e alta precisão: Valores medidos são próximos entre si e do valor 
verdadeiro. 
• Alta precisão, baixa acurácia: Valores medidos são consistentes entre si, mas distantes 
do valor verdadeiro (indicando erro sistemático). 
• Alta acurácia, baixa precisão: Valores medidos são próximos do valor verdadeiro, mas 
variam significativamente entre si (indicando erros aleatórios). 
• Baixa acurácia e baixa precisão: Valores medidos são inconsistentes entre si e distantes 
do valor verdadeiro. 
 
9. Pesquise como surgiu o Sistema Internacional de Medidas e cite os principais. 
R: Origem: 
• Revolução Francesa (1789-1799): Necessidade de um sistema de medição uniforme. 
• 1795: Criação do sistema métrico na França, com unidades básicas como o metro e o 
quilograma. 
• 1875: Convenção do Metro assinada, criando a Conferência Geral de Pesos e Medidas 
(CGPM) e o Bureau Internacional de Pesos e Medidas (BIPM). 
• 1960: A 11ª CGPM adota oficialmente o Sistema Internacional de Unidades (SI). 
Principais Unidades do SI: 
 
Comprimento: Metro (m) 
Massa: Quilograma (kg) 
Tempo: Segundo (s) 
Corrente Elétrica: Ampere (A) 
Temperatura Termodinâmica: Kelvin (K) 
 
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Quantidade de Substância: Mol (mol) 
Intensidade Luminosa: Candela (cd) 
O SI proporciona um sistema de medição coerente e globalmente aceito, essencial para a 
ciência, engenharia e comércio. 
 
10. Defina o que é o emprego do sistema métrico decimal e detalhe as principais medidas. 
R: O sistema métrico decimal é um sistema de medição baseado em unidades que são 
múltiplos e submúltiplos de dez, facilitando a conversão entre diferentes medidas. 
 
Principais Medidas: 
 
Comprimento: 
Metro (m): Unidade base. 
Submúltiplos: milímetro (mm, 10⁻³ m), centímetro (cm, 10⁻² m), quilômetro (km, 10³ m). 
 
Massa: 
Quilograma (kg): Unidade base. 
Submúltiplos: grama (g, 10⁻³ kg), miligrama (mg, 10⁻³ g), tonelada (t, 10³ kg). 
 
Tempo: 
Segundo (s): Unidade base. 
Múltiplos e Submúltiplos: milissegundo (ms, 10⁻³ s), minuto (min, 60 s), hora (h, 3600 s). 
 
Volume: 
Litro (L): 1 litro = 1 decímetro cúbico (dm³). 
Submúltiplos: mililitro (mL, 10⁻³ L), centilitro (cL, 10⁻² L). 
 
Área: 
Metro quadrado (m²): Unidade base. 
Submúltiplos: centímetro quadrado (cm², 10⁻⁴ m²), quilômetro quadrado (km², 10⁶ m²). 
 
Temperatura: 
Celsius (°C): Comum, 0°C ponto de congelamento da água, 100°C ponto de ebulição. 
Kelvin (K): Unidade SI, 0 K é o zero absoluto. 
 
Pressão: 
Pascal (Pa): Unidade base, 1 Pa = 1 N/m². 
Múltiplos: kilopascal (kPa, 10³ Pa), megapascal (MPa, 10⁶ Pa). 
 
Benefícios: 
Facilidade de uso: Conversões simples devido à base 10. 
Universalidade: Amplamente adotado, facilitando comunicação e comércio. 
Coerência: Uso consistente de unidades padronizadas.