Aula1_2022_1

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<p>Universidade Federal da Paraíba</p><p>Departamento de Física – CCEN</p><p>Física Experimental I</p><p>Introdução.</p><p>Medidas e incertezas</p><p>Prof. Jesús Pavón López</p><p>Isaac Newton (1642-1727)</p><p>Física: Física Experimental.</p><p>Amplificador Laser MOT MOT Laser Re-bombeio</p><p>Materiais necessários.</p><p>- Trena</p><p>- Paquímetro</p><p>- Seringa de 10-20 ml</p><p>- Régua</p><p>- Bola de borracha ou de Gude</p><p>- Papel Carta ou A4</p><p>- Papel milimetrado</p><p>- Papel logarítmico</p><p>Aula 1: Medidas e incertezas</p><p>Aula 1: Medidas e incertezas</p><p>Aula 1: Medidas e incertezas</p><p>IMPORTANTE</p><p>Aula 1: Medidas e incertezas</p><p>Independentemente do ato de medir, existe um valor verdadeiro</p><p>associado à grandeza</p><p>valor verdadeiro</p><p>Possui precisão infinita</p><p>Jamais pode ser atingido</p><p>Os erros experimentais podem ser classificados em dois grandes</p><p>grupos: erros sistemáticos e erros aleatórios.</p><p>Os erros sistemáticos são causados por fontes identificáveis, e, em</p><p>princípio, podem ser eliminados ou compensados. Erros sistemáticos</p><p>fazem com que as medidas feitas estejam consistentemente acima ou abaixo</p><p>do valor real, prejudicando a exatidão ("accuracy") da medida.</p><p>Aula 1: Medidas e incertezas</p><p>Erros sistemáticos podem ser causados devido:</p><p>• ao instrumento que foi utilizado: por exemplo, erros causados em medidas de</p><p>intervalos de tempo feitas com um relógio que atrasa;</p><p>• ao método de observação utilizado: por exemplo, medir o instante de</p><p>ocorrência de um relâmpago pelo ruído do trovão associado;</p><p>• a efeitos ambientais: por exemplo, a medida de freqüência da luz emitida por</p><p>um laser, que pode depender ligeiramente da temperatura ambiente;</p><p>• a simplificações do modelo teórico utilizado: por exemplo, não incluir o efeito</p><p>da resistência do ar numa medida da aceleração da gravidade baseada na</p><p>medida do tempo de queda de uma bolinha de ping-pong de uma altura fixa.</p><p>Aula 1: Medidas e incertezas</p><p>Uma das principais tarefas do idealizador ou realizador de medidas é identificar</p><p>e eliminar o maior número possível de fontes de erro sistemático.</p><p>Aula 1: Medidas e incertezas</p><p>Os erros aleatórios são flutuações, para cima ou para baixo, que fazem com que</p><p>aproximadamente a metade das medidas realizadas de uma mesma grandeza</p><p>numa mesma situação experimental esteja desviada para mais, e a outra metade</p><p>esteja desviada para menos. Os erros aleatórios afetam a precisão ("precision")</p><p>da medida.</p><p>Algumas fontes típicas de erros aleatórios são:</p><p>• método de observação: erros devidos ao julgamento feito pelo observador ao</p><p>fazer uma leitura abaixo da menor divisão de uma escala, como por exemplo, medir</p><p>o comprimento de uma folha de papel com uma régua cuja menor divisão é 1 mm</p><p>com precisão na medida de 0,5 mm;</p><p>• flutuações ambientais: mudanças não previsíveis na temperatura, voltagem da</p><p>linha, correntes de ar, vibrações (por exemplo causadas por passagem de pessoas</p><p>perto do aparato experimental ou veículos nas vizinhanças).</p><p>Erros aleatórios podem ser tratados quantitativamente através de métodos</p><p>estatísticos, de maneira que seus efeitos na grandeza física medida podem ser,</p><p>em geral, determinados.</p><p>Aula 1: Medidas e incertezas</p><p>Aula 1: Medidas e incertezas</p><p>Aula 1: Medidas e incertezas</p><p>INCERTEZA</p><p>Aula 1: Medidas e incertezas</p><p>NOTAÇÃO</p><p>Aula 1: Medidas e incertezas</p><p>NOTAÇÃO</p><p>NÚMEROS DE ALGARISMOS</p><p>SIGNIFICATIVOS</p><p>Aula 1: Medidas e incertezas</p><p>Algarismo significativo</p><p>São algarismos que de fato guardam sentido na medida</p><p>• 45,30cm tem quatro algarismos significativos;</p><p>• 0,0595m tem três algarismos significativos; e</p><p>• 0,0450kg tem três algarismos significativos.</p><p>Zeros à esquerda do primeiro algarismo correto, antes ou depois da</p><p>vírgula, não são significativos.</p><p>O resultado 0,0450kg é diferente de 0,045kg</p><p>Algarismo duvidoso</p><p>Algarismo duvidoso</p><p>Aula 1: Medidas e incertezas</p><p>Aula 1: Medidas e incertezas</p><p>Aula 1: Medidas e incertezas</p><p>Aula 1: Medidas e incertezas</p><p>Aula 1: Medidas e incertezas</p><p>Leitura de instrumentos e medida de incerteza</p><p>Leitura de instrumentos e medida de incerteza</p><p>1º exemplo</p><p>Maior precisão:</p><p>Algarismo exato Algarismo duvidoso</p><p>Experimento 1: Medidas e incertezas</p><p>Poderíamos</p><p>pensar</p><p>assim, mas</p><p>precisamos</p><p>uniformizar.</p><p>Leitura de instrumentos e medida de incerteza</p><p>Incerteza = 0,5 mm ou 0,05 cm pois a menor medida é 1 mm</p><p>2º exemplo</p><p>Aula 1: Medidas e incertezas</p><p>3º exemplo: balança</p><p>Leitura de instrumentos e medida de incerteza</p><p>Medindo massa</p><p>(não há manual do usuário!!)</p><p>Pois é o menor valor medidoAlgarismo duvidoso</p><p>Aula 1: Medidas e incertezas</p><p>Leitura de instrumentos e medida de incerteza</p><p>3º exemplo: balança</p><p>Peso na balança varia 71,0 Kg ; 71,3 kg; 71,0 kg</p><p>Pode-se fazer uma média 71,15 ± 0,15 Kg</p><p>Aula 1: Medidas e incertezas</p><p>Paquímetro</p><p>Mede a distância de dois lados simetricamente opostos de um objeto</p><p>Paquímetro-Leitura</p><p>15 mm</p><p>Zero!!</p><p>Leitura: 15,00 mm ± 0,05 mm</p><p>Paquímetro-Leitura</p><p>Paquímetro-Leitura</p><p>Paquímetro-Leitura</p><p>38,40</p><p>Paquímetro-Leitura</p><p>59,75</p><p>Paquímetro-Leitura</p><p>Simulador:</p><p>Paquímetro universal virtual - simulador com nônio em milímetro 0,05 mm | Prof.</p><p>Eduardo J. Stefanelli</p><p>Paquímetro</p><p>https://www.stefanelli.eng.br/paquimetro-virtual-simulador-milimetro-05/#swiffycontainer_1</p><p>Paquímetro</p><p>Cuidados com o paquímetro</p><p>• manter o cursor e o encosto limpos</p><p>• A peça a ser medida deve estar bem posicionada</p><p>entre os bicos</p><p>• Não deve ser desmontados</p><p>• Evitar choques bruscos</p><p>Fin da aula.</p>