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Relatório de Laboratório Fisica Geral Professor: Hélio Nogima Aluno: Mario Augusto Curvo Tavares Ribeiro Turma: 02 Utilização do Paquímetro e Propagação de Erros das Medidas Humanas Objetivos: Analisar medidas realizadas de um cilindro com um paquímetro, estimando as incertezas da medida por meio do olho humano, e calculando a propagação de erros das medidas individuais feitas para as medidas gerais do sólido. Calcular também a compatibilidade de resultados com medidas de outro cilindro tiradas por um colega. Introdução à propagação de erros: Partindo do princípio de que existe um grau de incerteza relacionado à medição de dados por meio de equipamentos que dependem do olho humano, a propagação de erros, por definição, diz respeito à incerteza que se propaga conforme cálculos que dependem da medição forem realizados. Nenhuma medição humana consegue resultar no valor real da medida, nem mesmos utilizando equipamentos eletrônicos. Por isso, são feitos cálculos levando em conta as incertezas das medidas, almejando chegar o mais próximo possível dos valores reais, resultando na incerteza final e criando o maior grau de precisão para divulgação dos resultados. Erro é a diferença entre a medida realizada e o valor real, já a incerteza, por definição, é um valor que expressa a confiabilidade de um conjunto de dados. Chama-se valor verdadeiro ou valor do mensurando ao valor que seria obtido se a medição da grandeza fosse feita de maneira perfeita e com instrumentos perfeitos. Por isso, deve-se necessariamente associar um erro ou desvio ao valor de qualquer medida. Descrição da experiência Material utilizado: Nesta experiência, foram utilizados um Paquímetro e um Cilindro de alumínio, conforme abaixo. https://www.gmtatico.com.br/wp-content/uploads/2016/06/cilindro-cromo-sin-ventana-para-uso-universal-marca-aps-300x300.jpg https://projetowae.files.wordpress.com/2012/06/paquimetro.jpg Descrição do Paquímetro: O paquímetro é um instrumento usado para medir com precisão as dimensões de pequenos objetos. Trata-se de uma régua graduada, com encosto fixo, sobre a qual desliza um cursor. O paquímetro possui dois bicos de medição, sendo um ligado à escala e o outro ao cursor . Retirada de medidas: Utilizando a parte dos bicos do paquímetro, foi tirada a medida de comprimento do cilindro (34,95mm). Com as orelhas, foram feitas as medidas do diâmetro interno (5,90mm), inserindo o buraco interno do cilindro nas mesmas. Utilizando os bicos também, foi realizada a medida do diâmetro externo (8,05mm). Apresentação dos Dados: Comprimento (mm) Diâmetro Interno (mm) Diâmetro Externo (mm) 34,95 5,90 8,05 Cálculos Precisão das medidas individuais: COMPRIMENTO: +- 0,142857142% DIÂMETRO INTERNO: +- 0,840336134% DIÂMETRO EXTERNO: +- 0,61728395% Volume total: V = π/4 . h. (D²−d²) V = π/4 . 34,95 . (8,05² - 5,90²) V = π/4 . 34,95 . (64,8025 - 34,81) V = π/4 . 34,95 . 29,9925 V = π . 1048,237875 / 4 V = 262,0594688 π = 822,8667319 mm³ Propagação de erros: V = π/4 . h. (x−d²) >> x= D² σx= 2σD/D = 0,01242236mm² V = π/4 . h. (x−y) >> y= d² σy= 2σd/d = 0,016949152mm² V = π/4 . h. (u) >> u = x-y συ= √((σx)² + (σy)²) συ= 0,021014013mm² V = π/4 . t >> t= h . u σt= √((σh/h)² + (σu/u)²) . t σt= 0,0071664723 . 1048,237875 = 7,512167695mm³ V = v >> v= π/4 . t = 0,785 . t σv= |0,785| . σt σv= 5,897051641mm³ R: 822,9 +- 5,9mm³ Área da Base: Ab= Abext - Abint = πR² - πr² Ab= π . 4,025² - π . 2,95² Ab= 50,8699625 - 27,32585 Ab= 23,5441125mm² Propagação de Erros: Ab= πR² - πx >> x= r² σx= 2σr/r = 0,033898305mm² Ab= πR² - y >> y= πx σy= | π|. σx = 0,106440677mm² Ab= πu - y >> u= R² σu= 2σR/R = 0,02484472mm² Ab= t - y >> t= πu σt= | π|. σu = 0,07801242mm² Ab= a >> a= t - y σa= √((σt)² + (σy)²) σa= 0,131968009mm² R: 23,54 +- 0,13 mm² Área Lateral: Al= Alext + Alint = 2 πRh + 2πrh Al= 2π . 4,025 . 34,95 + 2π . 2,95 . 34,95 Al= 25,277 . 34,95 + 18,526 . 34,95 Al= 883,43115 + 647,4837 = 1530,91485mm² Propagação de Erros: Al= 2 πRh + xh >> x= 2πr σx= |6,28| . σx = 0,314mm Al= 2 πRh + y >> y= x.h σy= √((σx/x)² + (σh/h)²) . y σy= 0,017009421 . 647,4837 = 11,01332339mm² Al= uh + y >> u= 2 πR σu= |6,28| . σR = 0,314mm Al= t + y >> t= uh σt= √((σu/u)² + (σh/h)²) . t σt= 0,012504466 . 883,43115 = 11,04683562mm² Al= a >> a= t + y σa= √((σt)² + (σy)²) σa= 15,59890603mm² R: 1530,9 +- 15,6mm² Análise e Cálculos de Compatibilidade Comparar os resultados obtidos nessa medição com os resultados obtidos na medição do meu colega Felipe, que obteve os seguintes dados: V= 1102,9 +- 1,7mm³ Ab= 31,25 +- 0,15mm² Al= 1446,5 +- 15,74mm² Comparação de volume: Vm= 822,9 +- 5,9mm³ ; Vf= 1102,9 +- 1,7mm³ D= 1102,9 - 822,9 = 280 σ= √((1,7)² + (5,9)²) = 6,140032573 D/σ= 280/6,140032573 = 45,60236394 Conclusão: Os resultados obtidos são extremamente discrepantes, pois D é muito maior que 3σ Comparação de Área da Base: Abm = 23,54 +- 0,13 mm² ; Abf = 31,25 +- 0,15mm² D= 31,25 - 23,54 = 7,71 σ= √((0,15)² + (0,13)²) = 0,198494332 D/σ= 7,71/0,198494332 = 38,84241886 Conclusão: Os resultados obtidos são extremamente discrepantes, pois D é muito maior que 3σ Comparação de Área Lateral: Alm= 1530,9 +- 15,6mm² ; Alf= 1446,5 +- 15,74mm² D= 1530,9 - 1446,5 = 84,4 σ= √((15,6)² + (15,74)²) = 22,16094763 D/ σ= 84,4/22,16094763 = 3,808501396 Conclusão: Os resultados obtidos são discrepantes, pois D>3σ, mas como D<4σ, não é tão discrepante quanto as outras comparações de resultados. Portanto, pode-se concluir que os dois sólidos são cilindros de proporções consideravelmente diferentes. Conclusão Analisando os resultados e após a verificação dos cálculos, pode-se concluir que a propagação de erro é algo que aumenta significativamente a incerteza de uma medida e coloca em cheque ainda mais a exatidão dos resultados obtidos. Quantos mais cálculos são feitos entre medidas incertas, o grau de incerteza aumenta. Isso é evidente pois nos cálculos de Volume e Área Lateral temos um grau de incerteza muito maior em relação ao da Área da Base, devido à quantidade de cálculos entre medidas incertas. Também é evidente que a exatidão dosvalores é extremamente dependente da precisão na medida, que como, nesse caso, depende da precisão do olho humano, um valor satisfatório é dificilmente atingido. Bibliografia: http://www.esalq.usp.br/departamentos/leb/aulas/lce5702/medicao.pdf https://pt.wikipedia.org/wiki/Propaga%C3%A7%C3%A3o_de_erros http://paquimetro.reguaonline.com/
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