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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ DEPARTAMENTO DE FÍSICA LABORATÓRIO DE MECÂNICA FÍSICA EXPERIMENTAL BÁSICA PRÁTICA 01: PAQUÍMETRO Aluno: Alânia Azevedo da Silva Matrícula: 378448 Professor: Jonathan Sales Turma: 01 Fortaleza- Ceará Data da Prática: 21/03/2016 1. OBJETIVOS - Conhecimento do paquímetro e familiarização com o seu uso. 2. MATERIAL - Paquímetro; - Tarugos; - Cilindro Oco; - Peça com furo cego; - Régua. 3. INTRODUÇÃO Paquímetro é um instrumento de precisão utilizado para medir a distancia entre dois pontos opostos, que fornece leitura com décimos de milímetro. Desta forma, é utilizado para medir com precisão objetos pequenos como: parafusos, tubos, tarugos entre outros. O paquímetro é uma régua graduada com um encosto fixo no qual desliza um cursor. O paquímetro possui uma graduação em milímetros e outra em polegadas para realização das medições. Este instrumento de precisão possui dois bicos de medição. Sendo um ligado à escala fixa em milímetros e o outro ao cursor (nônio). Geralmente os bicos são utilizados para medidas de dimensões externas como diâmetro externo e as orelhas para medidas de dimensões internas. E a haste para medir a profundidade de peças. Os elementos do paquímetro estão ilustrados na Figura 1.1. Figura 1.1 Paquímetro detalhado (http://paquimetro.reguaonline.com/) 1. Orelha fixa 2. Orelha móvel 3. Nônio ou vernier (em polegada) 4. Parafuso e trava 5. Cursor 6. Escala fixa 7. Bico fixo 8. Encosto fixo 9. Encosto móvel 10. Bico móvel 11. Nônio ou vernier (em milímetro) 12. Impulsor 13. Escala fixa de milímetros 14. Haste de profundidade Para realizar a leitura das medidas com o paquímetro é necessário: 1) Posicionar o objeto a ser medido de acordo com o tipo de medida a ser realizada; 2) Fazer a leitura em milímetros inteiros na régua principal, tomando o zero do nônio como indicador; 3) Obter a fração de milímetros, procurando o primeiro traço que coincida com um traço qualquer da escala milimetrada, e multiplique esse número do traço com o valor da precisão do paquímetro; 4) Após encontrar os dois valores, soma-os e encontra-se o valor do comprimento desejado em milímetros. Para calcular a precisão do paquímetro, primeiro mede-se o comprimento (L) do nônio (sendo a distancia entre o primeiro traço ao último) e em seguida divide pelo número de divisões do nônio(n). E finalizando, subtrai o resultado obtido pelo número inteiro imediatamente superior a este número. Por exemplo: O nônio de um paquímetro possui comprimento 38 mm e 20 divisões. Assim: L= 38 mm, n= 20; L/n = 1,9 mm; Precisão do paquímetro = 2 mm - 1,9 mm = 0,1 mm ou 1/10. Na Figura 1.2 abaixo estão demonstradas algumas aplicações usuais do paquímetro nas medições dos objetos. Fígura 1.2. Aplicações do paquímetro (http://paquimetro.reguaonline.com/) 4. PROCEDIMENTO 4.1. Com o uso do paquímetro mediu-se os comprimentos indicados abaixo para cada peça. As medições foram repetidas por três vezes e foi utilizada a média dos valores para determinação do valor final. Abaixo segue os valores obtidos nas medições. 4.1.1. Os diâmetros dos tarugos MEDIDA Aluno 1 MEDIDA Aluno 2 MEDIDA Aluno 3 MÉDIA DIÂMETRO TARUGO MAIOR (mm) 6,15 6,40 6,40 6,32 DIÂMETRO TARUGO MENOR (mm) 9,25 9,50 9,50 9,42 4.1.2 Os diâmetros do cilindro oco MEDIDA Aluno 1 MEDIDA Aluno 2 MEDIDA Aluno 3 MÉDIA DIÂMETRO EXTERNO (mm) 25,25 25,35 25,35 25,32 DIÂMETRO INTERNO (mm) 18,30 18,90 18,60 18,60 4.1.3 O volume de ferro da peça com furo cego MEDIDA Aluno 1 MEDIDA Aluno 2 MEDIDA Aluno 3 MÉDIA DIÂMETRO EXTERNO (mm) 25,25 25,20 25,40 25,28 ALTURA EXTERNA (mm) 36,15 36,05 36,00 36,07 DIÂMETRO INTERNO (mm) 14,05 14,00 14,00 14,02 ALTURA INTERNA (mm) 21,10 21,30 21,10 21,17 Após obter as medidas indicadas da peça com furo cego, foi calculado o volume de ferro constante na peça a partir destes valores como indicado abaixo. Cálculo do Volume O volume do cilindro é dado através da multiplicação entre a área da base no formato circular e a medida da altura h. Área da base circular Ab = π * r² (i) Volume V = Ab * h V = π * r² * h (ii) Para calcular o volume de ferro da peça com furo cego, foi subtraído o volume interno da peça do volume externo, assim: Volume de Ferro = Volume Externo – Volume Interno Volume de Ferro = (π * r² * h)Externo – (π * r² * h)Interno V = [ 3,1416 * (12,64) 2 * 36,07] – [3,1416 * (7,01)2* 21,17] V = 18,11 x 10 3 mm 3 – 3,268 x 103 mm3 V = 14,84 x 10 3 mm 3 4.2. Com uma régua graduada em centímetros, foram medidos os comprimentos indicados abaixo da peça com furo cego. Os valores obtidos foram anotados na tabela abaixo. DIÂMETRO EXTERNO (mm) 25 ALTURA EXTERNA (mm) 36 DIÂMETRO INTERNO (mm) 14 Os valores medidos com a régua graduada em centímetros foram convertidos em milímetros, como mostra o cálculo a seguir: 1 cm – 10 mm, assim multiplica-se cada valor x10. 2,5 cm x 10 = 25 mm; 3,6 cm x 10 = 36 mm; 1,4 cm x 10 = 14 mm 5. QUESTIONÁRIO 1- Com base no paquímetro fechado à esquerda e no paquímetro da figura * à direita, responda: (a) Qual o comprimento do nônio? 49 mm (b) Em quantas partes está dividido o nônio? 50 divisões (c) Qual a precisão deste paquímetro? L= 49 mm; n= 50 divisões; L/n = 49 mm/50 = 0,98 mm Precisão= 1 mm – 0,98 mm = 0,02 mm (d) Qual a leitura do paquímetro ilustrado à direita? 2,14 mm; 0,02 x 6,8 = 0,14 mm; * A figura para resolução da questão encontra-se no Roteiro de Prática, página 12. 2- A partir dos valores médios dos diâmetros obtidos nesta prática com o paquímetro, determine o comprimento da circunferência externa das quatro peças. O comprimento da circunferência é encontrado através da formula a seguir: C = π*d; C sendo o comprimento da circunferência, π o número irracional com valor aproximado 3,14 e d o diâmetro. Tarugo maior: C = 3,141 * 6,32 = 19,9 mm Tarugo menor: C = 3,141 * 9,42 = 29,6 mm Cilindro oco: C = 3,1416 * 25,32 = 79,55 mm Peça com furo cego: C = 3,1416 * 25,28 = 79,73 mm 3- Considere os valores dos comprimentos medidos com o paquímetro e com uma régua (peça com furo cego), quais os de maior precisão? Os valores de maior precisão são os comprimentos que foram medidos com o paquímetro, pois o paquímetro é um instrumento de precisão, assim sendo possível obter medidas com maior número de algarismos significativos. 4- Nas medidas feitas com a peça com o furo cego, para o cálculo do volume, quais as que podem contribuir no resultado com maior erro? Por quê? As medidas de diâmetro externo e interno, pois para o cálculo do volume foi necessário dividir por 2 para encontrar o valor do raio, assim podendo acontecer uma discrepância nos valores reais quando foi obtido o valor aproximado. 5- Qual a menor fração de milímetro que pode ser lida com o paquímetro que você utilizou? 1/20 mm ou 0,05 mm. L= 39 mm; n= 20 divisões; L/n= 39 mm/20 = 1,95 mm Precisão = 2 mm – 1,95 mm = 0,05 mm ou 1/20 mm. 6. CONCLUSÃO A partir da prática realizada com o paquímetro, nota-se que o paquímetro é um instrumento de medida de precisão, pois ele fornece medidas até décimos de milímetros, dessa forma obtendo-se medidas com valores com mais algarismos significativos. Foi melhor observada essa característica quando comparou-se as medidas feitas na peça com furo cego com paquímetro e as medidas feitas na mesma peçacom a régua graduada em centímetros. Ao converter os valores encontrados medidos com a régua de centímetros para milímetros, a precisão foi apenas em números inteiros enquanto com o uso do paquímetro, o nônio permitiu a precisão de até 0,05 mm. Além de observar que os instrumentos utilizados nas medições influenciam na precisão dos valores, foi observado outros fatores que influem nas medidas como erros de quem manuseia o instrumento (leitura errada ou uso inadequado do instrumento) ou mesmo imperfeições do aparelho. 7. BIBLIOGRAFIA DIAS, Nildo. Roteiro de Física Experimental Básica 2016. Universidade Federal do Ceará: Departamento de Física. Fortaleza, 2016. RÉGUA ONLINE. Tipos de régua: Paquímetro. Disponível em: <http://paquimetro.reguaonline.com/>. Acesso em 23 de março de 2016. RIBEIRO, Amanda Gonçalves. Comprimento da Circunferência e Área de um Círculo; Brasil Escola. Disponível em: <http://brasilescola.uol.com.br/matematica/comprimento-area-circunferencia.htm>. Acesso em 28 de março de 2016.
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