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UENF/LCFIS Laboratório de Física Geral I 1 MEDIDAS E ERROS -TEORIA 1 - Instrumentos Medidas são realizadas através de instrumentos. Estes instrumentos são, de certa forma, extensões de nossos sentidos para percepção acurada dos fenômenos que nos cercam. 2 - Medidas Diretas Medidas diretas são medidas realizadas por comparação direta com um padrão. 3 - Medidas Indiretas Certas grandezas físicas não admitem medidas diretas. Por exemplo, não é possível medir diretamente o número de moles em uma determinada quantidade de matéria. Às vezes não é possível realizar uma medida direta mesmo quando a grandeza física envolvida assim permite. A distância da Terra à Lua, por exemplo, é realizada de forma indireta. 4 - Algarismos significativos Os algarismos resultantes de uma medição são chamados algarismos significativos. Na leitura de um instrumento deve-se incluir todos os algarismos que o instrumento permite ler diretamente, mais um algarismo a ser estimado pelo observador. Este último algarismo é chamado algarismo duvidoso. 5 - Expressão dos resultados experimentais Não é possível medir exatamente o valor de uma grandeza física. O melhor que se pode fazer é determinar um intervalo dentro do qual o valor verdadeiro provavelmente se encontra. Assim, um resultado experimental deve estar sempre acompanhado do seu erro, sendo expresso da seguinte forma: x ± Δx onde Δx representa o erro estimado para o valor medido x. Isto significa que o verdadeiro valor de x encontra-se, com grande probabilidade, no intervalo entre x - Δx e x + Δx. Na determinação do erro Δx todas as fontes de erro devem ser levadas em conta: imprecisão instrumental, erros sistemáticos e erros aleatórios. 6 - Propagação de erros Os resultados de medidas diretas são muitas vezes utilizados para o cálculo de outras grandezas físicas. Como as medidas diretas são afetadas por erros, esses erros se combinarão e incidirão sobre o resultado final. A forma como os erros se propagam, conforme as operações matemáticas vão sendo realizadas, merece uma atenção especial. Na seção seguinte temos uma breve revisão sobre este assunto. Mais informações e referências bibliográficas podem ser obtidas, por exemplo, no “Cadernos Didáticos da UFRJ: Tratamento e Análise de Dados Experimentais” – Ricardo Borges Barthem, UFRJ (1997). UENF/LCFIS Laboratório de Física Geral I 2 6.1 – Propagação de erros instrumentais Para se determinar a área de um retângulo, por exemplo, deve-se medir o comprimento x, a largura y e efetuar o produto (x.y). Como os valores medidos de x e y possuem erros instrumentais Δx e Δy, o valor calculado para a área tem também uma incerteza que depende de Δx e Δy. Os critérios para propagação de erros instrumentais em operações aritméticas simples são resumidos na tabela abaixo. OPERAÇÃO ERRO ABSOLUTO ERRO RELATIVO yxw yxw yx yx w w yxw yxw yx yx w w yxw yxxyw y y x x w w y x w 2y y x y x w y y x x w w
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