Relatório de Física - Tempo de Reflexo

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CENTRO UNIVERSITÁRIO UNA
MATHEUS HEBERT ABREU
NATHAN PEREIRA SALVADOR
PEDRO HENRIQUE GOMES DIAS 
RODRIGO RUFINO DOS SANTOS
CURSO ENGENHARIA MECÂNICA
II Modulo - 2A
SETE LAGOAS - MG
2017
INTRODUÇÃO
A etapa de medidas e procedimentos experimentais consiste na execução de tarefas de manipulação de materiais e equipamentos para obter medidas de grandezas físicas através da realização da atividade experimental.
Ao utilizarmos equipamentos para medição devemos considerar vários aspectos que interferem na exatidão das medidas como por exemple, confiabilidade e incerteza do aparelho, objeto a ser medida, complexidade do equipamento, honestidade e conhecimento do manipulador, dentre outros.
“O valor de uma grandeza submetida a medição costuma ser adquirido através de um procedimento que, em geral, envolve algum(s) instrumento(s) de medição. O próprio processo de medição, assim como o instrumento utilizado, tem limites de precisão e exatidão.” (TABACNIKS, 2003, p. 3)
Os conceitos abaixo citados foram adotados da norma constada no “Guia para Expressão da Incerteza de Medição, ABNT, INMETRO, SBM, Rio de Janeiro, Ed. Revisada 1998”, para maior esclarecimento sobre as definições citada é sugerido consulta-lo. 
Medição é uma ação, é um procedimento. O objetivo de uma medição é determinar o valor do mensurando, isto é, o valor da grandeza específica a ser medida. Uma medição começa, portanto, com uma especificação apropriada do mensurando, do método de medição e do procedimento de medição. O resultado de uma medição é a medida. 
Em geral, o resultado de uma medição é somente uma aproximação ou estimativa do valor do mensurando e, assim, só é completa quando acompanhada pela declaração de incerteza dessa estimativa. Em muitos casos, o resultado de uma medição é determinado com base em séries ou conjunto de observações obtidas sob condições de repetitividade.
OBJETIVOS
Efetuar medidas e cálculos estatísticos com um conjunto de medidas;
Expressar corretamente as medidas em algarismos significativos, analisando a precisão dos equipamentos e de seus operadores.
PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS
Os procedimentos foram realizados em três etapas: a primeira consiste em determinar o tempo de um objeto para calcular o tempo médio e o erro médio; já na segunda para determinarmos o valor de π e a variação de medidas usando o método de valores limites e a terceira para designar o tempo de reflexo.
MATERIAIS UTILIZADOS
Para realização dos experimentos, contamos com a utilização dos seguintes materiais:
2 Discos de madeira
Bola de Tênis
Cronômetro
Fita Métrica ou Trena
Paquímetro
Régua
1°. Tempo de queda
Para obtermos o tempo de queda, demarcamos na parede a altura de 1,5m, para que pudéssemos padronizar a altura das quedas e, com o auxílio de um cronômetro, marcar o tempo que a bola leva para alcançar o chão.
O teste foi repetido por dez vezes, pois assim teríamos uma margem maior de tentativas e podemos chegar mais perto do valor real de queda, já que não contamos com nenhum equipamento de precisão ou eletrônico para identificar o exato momento em que a bola sai da inércia e o momento que ela atinge o chão. Usamos apenas os sentidos humanos para realizar tal tarefa.
2° Determinação do valor de Pi (π)
Utilizamos a régua e o paquímetro para medir os diâmetros dos dois discos de madeira.
Logo depois, enrolamos um barbante ao redor das circunferências e, medindo o comprimento do cordel, obtivemos também os valores dos perímetros das rodas.
Anotamos os dados para calcular os valores máximos e mínimos de π, dado pela fórmula que será vista nos resultados.
3° Determinação do Tempo de Reflexo
O tempo de reflexo consiste em determinar através da medida, o tempo em que a pessoa leva para pegar a régua em queda.
Uma pessoa deve segurar a régua na medida inicial (0cm) entre os dedos de uma segunda pessoa, e solta-la, para que durante a queda, a mesma tente segura-la.
O experimento foi realizado 5 vezes, para que se calculasse o erro médio e a distância média, dando mais exatidão ao tempo de reflexo.
DISCUSSÃO
Parte 1 – Tempo de Queda
Após feita as 10 medições do tempo de queda da bola de tênis, foi possível se fazer algumas observações. Houve alguns desvios nas medidas do tempo observadas no desenvolvimento da prática devido a erros grosseiros (causado por falha humana na operação do instrumento, ou interpretação errônea nos resultados obtidos), sendo o desvio máximo observado de entre o nono tempo medido, que foi de e o oitavo tempo, que foi de , esse desvio se deve à demora para se parar o cronometro no oitavo tempo. A tabela abaixo mostra os tempos observados:
Tabela 1: medidas do tempo de queda e reação de uma bola de tênis
	Medida
	Tempo(s)
	
	1
	
	
	2
	
	
	3
	
	
	4
	
	
	5
	
	
	6
	
	
	7
	
	
	8
	
	
	9
	
	
	10
	
	
	
	
	
O tempo médio foi calculado através da fórmula: 
Obtendo-se . 
O desvio médio foi calculado através da formula: 
Obtendo-se .
Sendo assim os resultados calculados através do tempo médio e do desvio médio podem ser expressados da seguinte forma: .
Sendo expresso então como resultado final .
O resultado final obtido não deve ser considerado como tempo exato, mas sim como um tempo aproximado, visto que para se obter um resultado exato se faria necessário o uso de instrumentos de medição eletrônicos de precisão.
Parte 2 – Determinação do valor de Pi ()
Depois de feitas as medidas com os diferentes instrumentos de medição (paquímetro e régua graduada), obtivemos resultados próximos, os resultados obtidos estão representados na tabela abaixo:
Tabela 2: Resultados de medidas de diâmetro, circunferência e Pi () dos discos.
	Disco
	D máx (mm)
	d min (mm)
	C máx (mm)
	C min (mm)
	
	
	1
	
	
	
	
	
	
	2
	
	
	
	
	
	
Os valores de foram obtidos através das equações:
 e ;
Pode-se observar a diferença de valores sendo alguns dados valores sem elementos fracionários e outros valores com precisão decimal, onde os resultados mais precisos foram feitos com o auxílio do paquímetro (instrumento de medição de precisão) que tem precisão decimal, enquanto os outros resultados foram feitos com o auxílio da régua cuja graduação nos permite ter a certeza apenas de medidas inteiras, não sendo usada como referência de precisão.
Foi-se calculado a incerteza dos resultados através do método dos valores limites:
Valor médio de Pi (): ;
Variação de erro: ;
Feitos os cálculos foi-se criada a tabela com os respectivos resultados, como podemos observar abaixo:
Tabela 3: Resultados dos cálculos de incerteza do valor de Pi ()
	Disco
	
	
	1
	
	
	2
	
	
Podemos então ter representado o resultado final da seguinte forma :
Tabela 4: Resultado final dos valores de Pi ()
	Disco
	
	1
	
	2
	
Parte 3- Tempo de Reflexão
Nessa terceira e última parte da prática foi testado o tempo de reflexo, que foi calculado através dos dados de distância obtidos pela observação da graduação quando a régua foi segurada.
Os dados obtidos foram representados na tabela abaixo:
Tabela 5: Valores da distância
	Medida
	Altura (cm)
	Erro Médio (cm)
	1
	27,0
	2,9
	2
	23,0
	1,1
	3
	23,0
	1,1
	4
	25,5
	1,4
	5
	22,0
	2,1
	Média:
	24,1
	1,7
A distância foi usada para definir o tempo de reflexo, através da equação: ) .
Esse tempo foi o tempo em que se viu a régua iniciando sua trajetória vertical descendente e fechar a mão para segurá-la. Podemos observar nos resultados da Tabela 5 que o primeiro tempo foi o maior devido a ser o primeiro contato com a experiência, bem como a falta de foco, mas depois o tempo manteve-se regular pois se deu maior atenção mantendo a distância e consequentemente o tempo de reflexo mais constantes.
Os resultados do tempo de reflexo calculados, estão representados na tabela abaixo:
Tabela 6: Tempos de Reflexo
	MedidaAltura (cm)
	(s)
	Valor de Incerteza(s)
	1
	27,0
	2,34
	0,13
	2
	23,0
	2,16
	0,05
	3
	23,0
	2,16
	0,05
	4
	25,5
	2,28
	0,07
	5
	22,0
	2,12
	0,09
	Média:
	24,1
	
	0,078
Através da análise da tabela temos então o resultado final podendo ser representado pela expressão (, sendo assim temos:
(
CONCLUSÃO
Comparando os resultados das três partes da prática conclui-se que pequenas variações nas medições podem ocasionar consideráveis mudanças em cada uma das medidas devido a fatores externos que atuam sobre as mesmas, podendo assim comprometer o resultado final. Sendo assim deve-se reduzir ao máximo a influência de fatores externos, realizando diversas repetições no experimento e calculando desvios de forma correta.
REFERÊNCIAS
TABACNIKS, Manfredo. Conceitos Básicos da Teoria de erros. 2003. 27 f. - Instituto de Física da Universidade de São Paulo, São Paulo.
Guia para Expressão da Incerteza de Medição. 1998. ABNT, INMETRO, SBM, 2a edição, Rio de Janeiro.