Relatório MRU UFLA

Prévia do material em texto

Erick Araújo Mitidieri, Leonardo Macedo Peterle, Pedro Bernardes Gonçalves, Lucas Zenon Mesquita Arantes, Giovani Oliveira Maciente 
Turma 30D, do curso de ABI Engenharia
27 de Outubro de 2017
Resumo
Este experimento é realizado tendo em vista a analise experimental das medições com o paquímetro e micrometro, utilizando fios metálicos com diferentes diâmetros e cera odontológica. Tendo como objetivo a realização das medidas com essas duas ferramentas e estudar os erros aleatórios que a pratica experimental confecciona e a limitação do próprio instrumento. Assim, foi verificado que o micrometro foi capaz de realizar medidas de pequenos objetos e o paquímetro teve destaque na medição de objeto um pouco maiores.
1 Introdução
O movimento retilíneo uniforme (MRU) é um tema fundamental para estudar sobre a regularidade de espaço em relação a tempos iguais, que provoca uma velocidade constante. Como por exemplo, o uso desse fenômeno físico em radares nas estradas rodoviárias, que permite ver a velocidade em um exato instante de tempo através de sensores.
Neste trabalho, foi calculado a velocidade de uma esfera se deslocando em uma régua com 5 sensores, que foi disparado de acordo o que a esfera passava por ele, calculando com maior exatidão o tempo gasto por esse corpo. Além disso, o tempo foi monitorado também por uma câmera de um aparelho celular, foi gravado o experimento e depois levado até um programa de computador, nele verificou-se e comparou-se os tempos e suas distorções.
As atividades laboratoriais dependem de medições para realizar experimentos. Para isso é muito útil o entendimento da leitura e utilização de certos instrumentos com essa finalidade, como o paquímetro e micrometro. Isso ocorre pois o paquímetro [imagem 1] é um equipamento utilizado para medir com precisão as dimensões de objetos compactos. Trata-se de uma régua com graduações, com encosto fixo, sobre a qual desliza um cursor, assim, possuindo também dois bicos que possuem a finalidade de medir os objetos, sendo um 	ligado a escala e outro o cursor. 
[1] imagem 1: Paquímetro 
Somado a isso, temos o micrometro (imagem 2) que também é um instrumento de medição para momentos que é necessária a leitura da espessura de objetos pequenos, tanto como a altura, largura e profundidade. Trata-se de um instrumento composto de arco, isolante térmico, parafuso micrométrico, faces de medição, bainha, tambor, porca de ajuste, catraca e trava.
[2] imagem 2: micrometro
2 Métodos
2.1 Modelo Teórico
A leitura com esses instrumentos de medição em um experimento, gera alguns erros já esperados que são descontados e com algumas equações matemáticas tentamos diminuir o máximo do erro. Fizemos várias medidas para cada fio, nessas medidas tivemos valores diferentes, tanto por causa da irregularidade do material que reveste os fios tanto como o cera odontológica. Assim, usamos o valor médio (equação 1) para obter uma medida mais apurada e com menos erros possível.
[3] Equação 1 
Consequentemente, tivemos que utilizar de outra ferramenta para calcular a média dos desvios que é muito usual em física experimental para todas medidas que fizemos, usamos a (equação 2).
[3] Equação 2
Ainda pensando em diminuir os erros experimentais, usamos o conhecimento de incerteza. Isso nos proporciona a diminuir o erro posto pelo próprio aparelho que foi utilizado, no entanto o aparelho se caracteriza como na alógico, assim, medimos sua incerteza com a (equação 3).
[3] Equação 3 
Dessa maneira, calculamos a incerteza do aparelho e somamos com as incertezas das medidas assim dando outra equação usada, para o cálculo da incerteza total [equação 4].
[3] Equação 4
 2.2 Modelo Experimental
	O experimento foi dividido em duas etapas, sendo que a primeira foi quando medimos os fios e a segunda a cera odontológica. Podemos dizer que a primeira parte foi constituída dos seguintes passos:
Usamos o paquímetro e o micrometro de maneira primaria, sendo que o objetivo inicial era aprender como operar o instrumento;
Após termos manuseio eficaz do instrumento, montamos uma tabela para dividir as medições que foram totalizadas no final com 15 medidas para cada instrumento e fio.
Logo, começamos a medir os diâmetros dos fios;
E por fim adotamos os erros e calculamos cada um deles.
Já a segunda parte foi feita com um solido, a cera odontológica, fizemos então:
Moldamos uma esfera com a cera e mesmo com uma determinada força aplicada, notamos que o material não ficaria regular e teríamos medições diferentes;
Após isso, também montamos uma tabela para os dados coletados e medimos em seguida o diâmetro do solido;
Já nessa parte, medimos apenas 10 vezes para cada instrumento que foi um número suficiente para termos uma conteúdo experimental para discutirmos sobre as dificuldades de medição.
3 Discussão e Resultados
Para estudo do e aprimoramento dos instrumentos de medidas paquímetro e micrômetro juntamente do cálculo e apresentação de dados experimentais tomamos várias medidas de 3 fios diferentes e da cera odontológica(Obj1) conforme a tabela abaixo.
	Objetos 
	Código
	Fio Verde
	F1
	Fio Preto
	F2
	Fio Azul
	F3
	Cera Odontológica
	Obj1
	Paquímetro
	Paq
	Nanômetro
	Nan
Tabela 1: Especifica os objetos utilizados para análise e seus respectivos códigos para referência na sequência do relatório.
Primeira Parte:
	Diâmetro do F1 medido pelo Paq
	
	4,30 mm
	
	4,25 mm
	
	4,30 mm
	
	4,45 mm
	
	4,35 mm
	
	4,45 mm
	
	4,40 mm
	
	4,30 mm
	
	4,30 mm
	
	4,40 mm
	
	4,40 mm
	
	4,30 mm 
	
	4,35 mm
	
	4,30 mm
	
	4,30 mm
Tabela 2: Demonstra as medidas tomadas pelo Paq do F1 em ordem cronológica.
	Amostragem
	Média
	Média dos desvios
	Desvio Total
	15
	4,34
	0,05
	0,08
	10
	4,35
	0,06
	0,09
	5
	4,33
	0,06
	0,08
	2
	4,28
	0,06
	0,09
Tabela 2.1: Demonstra os resultados obtidos da média, média dos desvio, e desvio total para as medidas tomadas conforme a tabela 2.
Observações: Analisando os resultados obtidos na tabela 2.1 constatamos que a variação dos valores do paquímetro é baixa, por isso foi considerado o terceiro algarismo significativo na apresentação dos resultados.
	Diâmetro do F2 medido pelo Paq.
	
	4,50 mm
	
	3,35 mm
	
	3,50 mm
	
	4,70 mm
	
	4,80 mm
	
	4,60 mm
	
	3,90 mm
	
	3,80 mm
	
	3,80 mm
	
	4,80 mm
	
	3,65 mm
	
	3,80 mm
	
	3,80 mm
	
	3,70 mm
	
	3,90 mm
Tabela 3: Demonstra as medidas tomadas pelo Paq do F2 em ordem cronológica.
	Amostragem
	Média
	Média dos desvios
	Desvio Total
	15
	4,04
	0,43
	0,45
	10
	4,18
	0,51
	0,53
	5
	4,17
	0,62
	0,65
	2
	3,93
	0,58
	0,60
Tabela 3.1: Demonstra os resultados obtidos da média, média dos desvio, e desvio total para as medidas tomadas conforme a tabela 3.
Observações: Analisando os resultados obtidos na tabela 3.1 constatamos que o F2 é mais irregular em relação ao F1 uma vez que obteve medidas com uma diferença considerável de diâmetro (amaçados)
	Diâmetro do F3 medido pelo Paq.
	
	11,27 mm
	
	11,27 mm
	
	11,27 mm
	
	11,27 mm
	
	11,27 mm
	
	11,27 mm
	
	11,27 mm
	
	11,27 mm
	
	11,27 mm
	
	11,27 mm
	
	11,27 mm
	
	11,27 mm
	
	11,27 mm
	
	11,27 mm
	
	11,27 mm
Tabela 4: Demonstra as medidas tomadas pelo Paq do F3 em ordem cronológica.
	Amostragem
	Média
	Média dos desvios
	Desvio Total
	15
	11,27
	0,27
	0,29
	10
	11,41
	0,25
	0,27
	5
	11,39
	0,13
	0,15
	2
	11,35
	0,08
	0,10
Tabela 4.1: Demonstra os resultados obtidos da média, média dos desvio, e desvio total para as medidas tomadas conforme a tabela 4.
Observações: Analisando os resultados obtidos na tabela 4.1 constatamos que o F3 é mais irregular em relação ao F1 uma vez que obteve medidas com uma diferença considerável de diâmetro (amaçados)
	Diâmetro do F1 medido pelo Nan
	
	4,86 mm
	
	4,84 mm
	
	4,78 mm
	
	4,77 mm4,77 mm
	
	4,75 mm
	
	4,85 mm
	
	4,84 mm
	
	4,83 mm
	
	4,86 mm
	
	4,82 mm
	
	4,81 mm
	
	4,79 mm
	
	4,81 mm
	
	4,80 mm
Tabela 5: Demonstra as medidas tomadas pelo Nan do F1 em ordem cronológica.
	Amostragem
	Média
	Média dos desvios
	Desvio Total
	15
	4,81
	0,47
	0,50
	10
	4,82
	0,48
	0,50
	5
	4,80
	0,46
	0,49
	2
	4,85
	0,51
	0,54
Tabela 5.1: Demonstra os resultados obtidos da média, média dos desvio, e desvio total para as medidas tomadas conforme a tabela 5.
Observações: Analisando os resultados obtidos na tabela 5.1 constatamos que o F1 é bastante uniforme uma vez que houve pouca variação nos resultados para diferentes amostragens.
	Diâmetro do F2 medido pelo Nan
	
	3,61 mm
	
	3,65 mm
	
	3,62 mm
	
	3,64 mm
	
	3,64 mm
	
	3,60 mm
	
	3,63 mm
	
	3,61 mm
	
	3,61 mm
	
	3,67 mm
	
	3,64 mm
	
	3,61 mm
	
	3,63 mm
	
	3,66 mm
	
	3,63 mm
Tabela 6: Demonstra as medidas tomadas pelo Nan do F2 em ordem cronológica.
	Amostragem
	Média
	Média dos desvios
	Desvio Total
	15
	3,63
	0,38
	0,41
	10
	3,63
	0,37
	0,40
	5
	3,63
	0,33
	0,35
	2
	3,63
	0,21
	0,23
Tabela 6.1: Demonstra os resultados obtidos da média, média dos desvio, e desvio total para as medidas tomadas conforme a tabela 6.
Observações: Analisando os resultados obtidos na tabela 6.1 constatamos que o F2 é bastante uniforme uma vez que houve pouca variação nos resultados para diferentes amostragens.
Houve uma disparidade dos valores obtidos pelo Nan e pelo Paq do F2 pois as medidas feitas pelo Paq foram tomadas de diferentes regiões do fio, já as medidas tomadas pelo Nan foram tomadas na mesma região do fio, por isso obteve valores mais uniformes entre as amostragens diferentes.
	Diâmetro do F3 medido pelo Nan
	
	10,97 mm
	
	10,82 mm
	
	10,87 mm
	
	10,61 mm
	
	10,88 mm
	
	10,87 mm
	
	10,88 mm
	
	10,81 mm
	
	10,79 mm
	
	10,85 mm
	
	10,95 mm
	
	10,95 mm
	
	10,55 mm
	
	10,96 mm
	
	10,90 mm
Tabela 7: Demonstra as medidas tomadas pelo Nan do F3 em ordem cronológica.
	Amostragem
	Média
	Média dos desvios
	Desvio Total
	15
	10,84
	0,43
	0,45
	10
	10,84
	0,44
	0,46
	5
	10,83
	0,44
	0,47
	2
	10,90
	0,38
	0,40
Tabela 7.1: Demonstra os resultados obtidos da média, média dos desvio, e desvio total para as medidas tomadas conforme a tabela 7.
Observações: Analisando os resultados obtidos na tabela 7.1 constatamos que o F3 é bastante uniforme uma vez que houve pouca variação nos resultados para diferentes amostragens
Comparando os valores encontrados pelos instrumentos de medida verificamos a diferença entre os devidos totais devido o valor da incerteza do equipamento Nan (nanômetro) ser bem menor que a do Paq (paquímetro).
Segunda Parte:
	Diâmetro do Obj1 medido pelo Paq
	
	15,10
	
	15,60
	
	14,60
	
	14,50
	
	14,70
	
	14,95
	
	14,90
	
	15,00
	
	15,10
	
	14,65
Tabela 8: Demonstra as medidas tomadas pelo Paq do Obj1 em ordem cronológica.
	Amostragem
	Média
	Média dos desvios
	Desvio Total
	10
	14,91
	0,24
	0,27
Tabela 8.1: Demonstra os resultados obtidos da média, média dos desvio, e desvio total para as medidas tomadas conforme a tabela 8.
	Diâmetro do Obj1 medido pelo Nan
	
	14,62
	
	14,56
	
	14,56
	
	14,55
	
	14,51
	
	14,92
	
	14,52
	
	14,84
	
	14,80
	
	14,73
Tabela 9: Demonstra as medidas tomadas pelo Nan do Obj1 em ordem cronológica.
	Amostragem
	Média
	Média dos desvios
	Desvio Total
	10
	14,66
	0,13
	0,13
Tabela 9.1: Demonstra os resultados obtidos da média, média dos desvio, e desvio total para as medidas tomadas conforme a tabela 9.
Observações: Analisando os resultados obtidos na tabela 9.1 constatamos que o Obj1 é bastante irregular uma vez que foi moldado à mão o que dificulta uma precisão nas medidas.
4 Conclusão
O experimento foi realizado com o objetivo de as dificuldades e analisar as relações entre as amostragens e os resultados.
Concluímos que os Fios (F1, F2 e F3) e o Obj1(cera odontológica) possuem grandes irregularidades o que dificulta medidas exatas entre 2 instrumentos de medição uma vez que a probabilidade do mesmo local ser medido novamente é muito baixa.
Foi observado também que os valores do desvio total para as medidas realizadas pelo Paq (paquímetro) e pelo Nan(nanômetro) possuem diferença devido à incerteza do Nan ser bem menor.
5 Referências
[1] http://paquimetro.reguaonline.com/
[2] https://www.industriahoje.com.br/o-que-e-um-micrometro.
 [3] file:///D:/Documentos/Desktop/lab%20 fisica %20A/Apostila%20Lab-FísicaA-2015-2.pdf