Relatorio de micrômetro feito

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1 - Introdução
Trata-se de um relatório da aula prática feito em laboratório, na disciplina de Física Experimental I, cujo assunto é a utilização do aparelho de medição micrômetro. 
Jean Louis Palmer foi o inventor desse instrumento e apresentou, pela primeira vez, um micrômetro para requerer sua patente. O instrumento permitia a leitura de centésimos de milímetro, de maneira simples. Possibilitando medições mais rigorosas do que o paquímetro. Na França, em homenagem ao seu inventor, o micrômetro é denominado Palmer. No século XV , em 1890, Laroy S. Starrett patenteou um micrômetro mais aperfeiçoado, que utilizamos até hoje, usando uma tampa para a haste, um módulo que aumentou a velocidade de medição e outras melhorias, o que transformou a versão antiga deste instrumento em uma ferramenta extremamente moderna.
 No entanto, para ter melhor precisão na medida, ou seja, medir décimos ou centésimos de milímetros existe instrumentos com resolução da ordem de 0,01 milímetros ou até 0, 001 milímetros, como o micrômetro que foi utilizado neste experimento. Considerando a observação corrente que, se repetirmos a medição de uma grandeza física em condições supostas idênticas, não obtemos sempre o mesmo resultado, mas sim um conjunto de valores diferentes. Cada um destes valores constitui um “valor medido” da referida grandeza. Como uma medição nunca é exata, cada valor medido representa uma aproximação do valor verdadeiro. 
Ao realizar a medição não basta indicar o número que se obteve como resultado: é necessário fazê-lo acompanhar de outro que indique em que medida o experimentador está confiante no valor que apresenta. Significa isto que, dadas as condições em que foi efetuada a medição, o experimentador considera que a distância deverá ter um valor compreendido entre milímetro, sendo o valor mais provável. 
Na medida da dimensão da esfera, vários fatores contribuíram para o cálculo das incertezas associadas aos valores medidos: defeitos na fabricação da peça; limitações do instrumento; dificuldades associadas ao método de medida; variações obtidas na repetição de uma mesma medida seja ela efetuada por um mesmo operador ou por vários. 
2 – Fundamentação Teórica
O micrômetro é um instrumento metrológico capaz de aferir as dimensões lineares de um objeto (tais como espessura, altura, largura, profundidade, diâmetro) com precisão da ordem de micrômetros, que são a milionésima parte do metro. Têm vasta aplicação na indústria mecânica e em diversos contextos de medição e ensaios não-destrutivos, medindo toda a espécie de objetos.
O micrômetro consiste em um parafuso de rosca fina de alta precisão (parafuso micrométrico) que, avança ou retrocede ao longo do próprio eixo. O objeto que será medido deve ser colocado entre as duas faces de medição. Gira-se o parafuso micrométrico até que as faces encostem de leve no objeto. Para não danificar as faces com um aperto excessivo do parafuso, deve-se apertá-lo, exclusivamente, por meio da catraca afixada no fim do tambor. A catraca contém uma mola de segurança que não permite que se apliquem pressões excessivas às esperas. Cada volta completa do parafuso corresponde em geral a um avanço de 0,5 milímetros. Na circunferência de rosca ("tambor") é dividida em 50 partes iguais, possibilitando leituras de 0,01mm a 0,001mm. 
O instrumento é, ainda, usado por relojoeiros e cientistas para medir o diâmetro exterior de objetos esféricos. Os micrômetros são altamente sensíveis a choques térmicos ou mecânicos, o que exige de seus usuários cuidados especiais ao guardá-los, mantendo o instrumento em locais com temperatura ambiente, para que não descalibrem.
3 – Objetivo 
Demonstrar de forma clara e objetiva como o instrumento micrômetro é utilizado em laboratório científico, usando o material proposto (nesse caso a esfera) para obter a maior precisão possível da medida na dimensão externa do objeto, repetindo esse procedimento oito vezes consecutiva pela equipe utilizando o mesmo material.
4 – Materiais Utilizados
Os Materiais utilizados na execução do experimento foram:
O Micrômetro;
Uma esfera de metal;
Um paquímetro.
4.1 – Partes de um Micrômetro
Com tudo, as principais partes do micrômetro são:
Arco: é construído de aço especial e tratado termicamente, a fim de eliminar as tensões, e munido de protetor antitérmico, para evitar a dilatação pelo calor das mãos.
Isolante térmico: fixado ao arco, evita sua dilatação porque isola a transmissão de calor das mãos para o instrumento.
Parafuso micrométrico: é construído de aço de alto teor de liga, temperado, retificado para garantir exatidão no passo da rosca.
Faces de medição: Tocam a peça a ser medida e, para isso, apresentam-se rigorosamente planos e paralelos. Em alguns instrumentos, os contatos são de metal duro, de alta resistência ao desgaste.
Bainha: Onde é gravada a capacidade de medição do instrumento, sendo esta gravada de 1 em 1 mm, e de 0,5 a 0,5mm.
Tambor: é onde se localiza a escala centesimal. Ele gira ligado ao fuso micrométrico.
Porca de ajuste: Quando necessário, permite o ajuste da folga do parafuso micrométrico.
Catraca: assegura a pressão de medição constante.
Trava: Permite imobilizar o fuso numa medida predeterminada.
5– Metodologia
Com uma equipe composta por oito participantes fomos ao laboratório de Física Experimental I, para realizar um experimento sobre a ferramenta de medição chamado de micrômetro, utilizando uma esfera para medirmos seu diâmetro e a régua do paquímetro como outra medida da mesma dimensão, e no final comparamos o quanto mais preciso é o micrômetro em relação ao paquímetro. Foram realizadas oito medidas (cada participante fez uma medida) do diâmetro do objeto (a esfera) utilizando como instrumento o micrômetro, repetindo o procedimento até totalizar oito medidas consecutivas. Feito dessa forma, com o objeto e o micrômetro, a primeira coisa que foi feita para medir à esfera no micrômetro foi coloca - lo entre o pistão e o suporte, em seguida, girar o controle do pistão até encostar-se ao objeto e ouvir um clique do aparelho, fazendo girar com cuidado e devagar, logo após verificou se o pistão e o suporte estavam tocando o objeto de forma uniforme. Em seguida acionou a trava do dedal para a esfera não sair do lugar, de maneira que consiga perceber a leitura pelo participante da vez. Começou com um número inteiro e depois olhando para a marca dos décimos de polegadas da régua e em seguida observando a marca dos milésimos, encontrando assim um número, em três das oito medidas o traço foi correspondente a escala do dedal, adicionando assim mais 0,5 milímetros ao último valor do resultado encontrado. Dessa forma obtivemos às oito medidas (15,37 mm, 15,06 mm, 15,09 mm, 15,55 mm, 15,06 mm, 15,06 mm, 15,57 mm, 15,09 mm). Depois usamos a régua do paquímetro e tiramos uma medida da esfera para fins de comparação de precisão com o micrômetro. Finalizando assim análise feita no laboratório.
6 - Resultados e Discussão
6.1 – Roteiro Experimental
Com o micrômetro, medimos o diâmetro da esfera por oito vezes. A partir dos resultados obtidos pelas medidas, utilizamos as formulas fornecida pelo professor, e assim encontramos primeiramente a média, em seguida o desvio padrão da medida, logo após isso, achamos a incerteza tipo A, depois obtivemos a incerteza tipo C e por último encontramos a incerteza relativa dada em porcentagem. Lembrando que a incerteza tipo B é a incerteza do instrumento de medição, e no caso, foi considerada por 0,01 milímetros.
Após isso, fez – se outra medição, só que dessa vez foi com a régua do paquímetro dada em centímetros. E obtivemos o resultado do diâmetro da esfera, relembrando que a incerteza do paquímetro foi considerada por 0,5.
– Cálculos
– Diâmetro daesfera
Para calcular a média das medidas tiradas da esfera, temos:
Para calcular o Desvio Padrão da esfera, temos:
Para calcular a Incerteza tipo A, temos:
Para calcular a incerteza Combinada, temos:
Para calcular a Incerteza Relativa, temos:
- Régua
6.3 – Discussão
Nessa parte dos cálculos utilizamos as formulas da média, do desvio padrão, da incerteza tipo A, da incerteza combinada, da incerteza relativa e ainda a formula para calcular a incerteza da régua. Obtemos assim uma média, um desvio padrão, uma incerteza tipo A, uma incerteza combinada e uma incerteza relativa, já que utilizamos apenas uma dimensão, a do diâmetro da esfera.
Na média, somamos todas as oito medidas do diâmetro da esfera, e em seguida dividimos o resultado da soma pela quantidade de medidas, nesse caso, são oito medidas. E assim encontramos a média dessa medição.
No desvio padrão (σ), utilizamos o resultado da média e subtraímos por cada medida tirada do diâmetro da esfera, logo em seguida, elevamos cada resultado ao quadrado e depois de fornecido o número dessa elevação retirou a raiz quadrada do número obtido e por último fizemos uma divisão por 7 (já que na formula, seu denominador é 8-1 = 7). E assim encontramos o desvio padrão da nossa medida.
Na incerteza tipo A (σA), fizemos uma divisão do resultado obtido no desvio padrão pela raiz quadrada de 8 (quantidade de medidas realizadas). Retiramos a raiz do número 8 e efetuamos a divisão desses números. Encontrando assim, a incerteza tipo A da nossa medida.
Na incerteza combinada (σC) fizemos uma soma dos quadrados do desvio padrão e a incerteza do instrumento de medição (que no caso, consideramos por σB =0,01 mm), e depois tiramos a raiz quadrada do número obtido dessa soma. E assim, achou-se a incerteza combinada da medição.
A incerteza relativa foi o resultado obtido pela incerteza combinada (σC) dividido pela média, logo em seguida multiplicamos esse número obtido da divisão por 100%. Obtendo assim o resultado da incerteza relativa em porcentagem.
Na régua, considerou a incerteza do instrumento de medição, no caso o paquímetro, por 0,5 cm, e então, dividimos esse número pela medição feita com a régua do micrômetro, e depois multiplicou – se por 100%. E obtivemos o número em porcentagem.
É indiscutível que o micrômetro seja muito mais preciso do que a régua convencional e do que o instrumento utilizado no experimento anterior (o paquímetro), pois a sua escala é muito mais eficiente do que a escala da régua e do paquímetro. Provamos isso nos cálculos acima, em que a incerteza do instrumento é bem pequena em relação à incerteza da régua e um pouco mais precisa do que instrumento do experimento anterior. Por isso, utilizamos esse instrumento para medir o diâmetro de objetos circulares, como a esfera.
6.4 - Tabela
	Micrômetro
	
	Diâmetro da esfera (mm)
	Medida 1
	15,37 (+ 0,5)
	Medida 2
	15,06
	Medida 3
	15,09
	Medida 4
	15,55 (+ 0,5)
	Medida 5
	15,06
	Medida 6
	15,06
	Medida 7
	15,57 (+ 0,5)
	Medida 8
	15,09
	Média
	15, 23125
	Desvio Padrão
	0, 221468313
	σa
	0, 078300873
	σb
	0,01
	σc
	0, 078936852
	Resultado
	0, 789 ± 0,01
	Incerteza Relativa
	 0,52%
	Medida da Régua
	15
	Incerteza da régua (σB)
	0,5
	Resultado da divisão
	3,33%
	Resultado da Régua (cm)
	0, 033 ± 0,5
7 – Conclusão
No experimento realizado foram utilizadas duas ferramentas para estabelecer à medida do diâmetro da esfera de metal, o micrômetro e o paquímetro.
Sendo assim podemos comparar os resultados, e mostrar com evidência, a maior precisão do micrômetro, uma vez que, no paquímetro só foi utilizada a sua régua, e logo a sua incerteza é de 0,5 centímetros, portanto pode-se perceber a clara diferença para o micrômetro, já que sua incerteza é de 0,01 centímetros, e dessa forma fornece uma medida muito mais segura e precisa.
Além da sua alta precisão, o micrômetro, também demonstrou, durante o experimento, a sua alta praticidade e confiabilidade, pois é um instrumento de fácil manuseio, e também de grande utilidade.
Porém, apesar de toda a precisão do instrumento, deve-se reforçar que ele não é perfeito e possui uma incerteza, e não só isso, erros humanos também acontecem durante o experimento, então o que foi demonstrado em capítulos anteriores através de cálculos, não passou de uma forma de tentar aproximar ao máximo a medida obtida em laboratório, do real tamanho do diâmetro da esfera de metal.
9 – Referências
Disponível em: <http://www.joinville.udesc.br/portal/professores/veriano/materiais/04_Micrometros.pdf > acesso dia 04/04/15
Disponível em: <http://www.labmetro.ufsc.br/Disciplinas/EMC5222/Paquimetros_e_Micrometros.pdf> acesso dia 04/04/15
Disponível em: <http://professor.ucg.br/SiteDocente/admin/arquivosUpload/16121/material/Aula06_MICR%C3%94METRO_2012.pdf> acesso dia 07/04/15
Disponível em:
< http://www.ufpa.br/getsolda/docs_graduacao/AULA%20METROLOGIA.pdf> acesso dia 07/04/15.
8 – Anexos
 
Micrômetro utilizado no experimento
 
Esfera usada no experimento
 
Paquímetro usado como régua no experimento.