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Física Experimental 1 Experiência nº 4 Construção e análise de gráficos 1 Objetivo - Perceber o comportamento geral das grandezas físicas envolvidas por meio de gráficos - Relacionar duas grandezas físicas, sendo uma independente e a outra dependente desta. - É uma representação visual do modo como umas grandezas variam em relação às outras. Por meio da “leitura” de um simples gráfico pode-se “compreender” o que está acontecendo com di- versas grandezas medidas. Para que serve um gráfico em Física? - O gráfico serve para visualizar o comportamento das grandezas físicas envolvidas de uma maneira fá- cil e rápida. - Através de um gráfico podemos verificar como varia uma grandeza (por exemplo, espaço) em função de outra (por exemplo, tempo). Sistema de Eixos Cartesianos Ortogonais - Para construir um gráfico, utiliza-se um sistema de eixos cartesianos ortogonais que são dois eixos perpendiculares entre si, sendo o ponto de intersecção denominado origem. - Os valores das grandezas envolvidas são colocados utilizando uma escala adequada para cada eixo. - O eixo na horizontal (por convenção) é denominado eixo das abscissas e nele são colocados os valo- res da variável independente (por exemplo, tempo). - O eixo na vertical é denominado eixo das ordenadas e nele são colocados os valores da variável de- pendente (por exemplo, espaço). Construção de gráficos - Para construir qualquer gráfico envolvendo grandezas físicas, devem-se observar as seguintes regras: • Coloque título e legenda. • Escolha escalas adequadas para colocar os valores nos eixos. • Coloque de forma clara, as grandezas a serem representadas nos eixos com as suas respectivas uni- dades. • Coloque os valores das grandezas apenas com os números necessários à leitura; não coloque valo- res especiais. • Quando houver diversas séries de medidas, é conveniente distingui-las com diferentes símbolos ( , , e outros). - Procure traçar a melhor reta ou curva, devendo recorrer a métodos matemáticos quando os valores encontrados não estão adequados. - Para construir um gráfico, é preciso: Seleção do papel. (milimetrado ou monolog) Definição dos eixos. - A variável dependente deverá estar sempre no eixo vertical (eixo das ordenadas) e a independente no eixo horizontal (eixo das abscissas), isto é, coloque a causa no eixo horizontal e o efeito no eixo vertical. Registros dos eixos. - Trace os eixos e indique as grandezas com as respectivas unidades entre parênteses; no eixo horizontal é usual colocar essa informação abaixo do eixo ou abaixo da seta (ao lado direito), e no eixo vertical ao lado esquerdo. Física Experimental 1 Experiência nº 4 Construção e análise de gráficos 2 Definição das escalas e a posição do papel. - Dever-se avaliar o módulo da variação das grandezas a serem representadas nos dois eixos cartesia- nos e o comprimento L do papel para cada eixo. - Em função desta avaliação define-se se o gráfico será apresentado com o papel na posição “retrato” ou “paisagem”. - O passo seguinte é definir uma escala adequada para cada um dos eixos. - Se as medidas de uma grandeza estão entre 2,36 s e 6.04 s, não é necessário construir um gráfico com uma escala entre 0 e 10 s, sendo suficiente de 2,30 s até 6,10 s. Localização dos pontos. - Procure não escrever todos os dados da tabela, que são em geral, "quebrados"; localize-os, sem escrever os números. - Ao localizar os pontos, não utilize "tracejados" para todos os pontos, reserve os "tracejados" para alguns pontos importantes, por exemplo, para determinar a inclinação da reta. - Represente os dados no gráfico por "ponto", "cruz", "retângulo" ou um outro símbolo que torne os dados visíveis (eles devem ser visíveis, porém não exagerados; (precisão da informação). - Não ligue os pontos "dois a dois" através de segmentos de retas, nem passe uma curva "lisa" por todos os pontos pois nenhuma medida é "exata". - Trace uma curva ou reta que melhor se ajuste aos pontos, ou seja, uma "curva média", que passe pela maioria dos dados experimentais, de tal modo que o número de pontos situados acima da curva ou reta seja aproximadamente igual ao número de pontos abaixo. Marcação dos pontos experimentais. - É fundamental que os pontos experimentais sejam bem marcados no gráfico e identificados por um sinal que não deixe dúvidas sobre sua localização. - Identifique apenas os pontos experimentais! Traçado da curva. - O traçado da curva deve ser suave e contínuo, ajustando-se o melhor possível aos pontos experimen- tais. - Nunca una os pontos experimentais por linhas retas, pois isto significa que a relação entre as grande- zas físicas é descontínua, o que dificilmente será verdadeiro. Construção do gráfico a. Baseado no exposto construa um gráfico, em um papel milimetrado, com os dados da tabela abaixo, com o volume em função da temperatura. b. Identifique as variáveis dependente e independente. c. Analise se vale a pena incluir o zero em cada uma das escalas do gráfico. Ex: Em um experimento de dilatação volumétrica mediu-se o volume (V) de uma esfera para várias tempe- raturas (T), obtendo-se uma tabela de valores de V e de T V (10-9 m3) 64,1 80,7 97,8 114,9 138,0 162,5 195,0 223,3 260,0 T (ºC) 60,0 65,0 70,0 75,0 80,0 85,0 90,0 95,0 100,0 i 1 2 3 4 5 6 7 8 9
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