Relatório 1 -Sistemas de Medidas- Fisica 2

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE FEIRA DE SANTANA
OTÁVIO DOS SANTOS E SANTOS
TIAGO DOS SANTOS PINTO
EXPERIMENTO 1 : BALANÇA, PAQUÍMETRO E CÁLCULO DA DENSIDADE
Feira de Santana - Bahia
2018
OTÁVIO DOS SANTOS E SANTOS
TIAGO DOS SANTOS PINTO
EXPERIMENTO 1 : BALANÇA, PAQUÍMETRO E CÁLCULO DA DENSIDADE
Relatório técnico apresentado como requisito parcial para obtenção da aprovação na disciplina FIS210, no curso de Engenharia Civil, na Universidade Estadual de Feira de Santana. 
Prof. Vladimir Ramos Vitorino de Assis
Feira de Santana - Bahia
2018
Objetivo
	Trabalhar com as incertezas que afetam os instrumentos e corpos utilizados. Com objetivo de se familiarizar com os objetos e aparelhos que são frequentes nos processos experimentais no ambiente cientifico da Física.
Introdução
	É necessário conhecer as grandezas físicas e saber medi-las no ambiente da prática experimental. Aprender a medição, ajuda no entendimento da participação dos corpos no fenômeno estudado, com base nos fundamentos da Mecânica. Na descrição dessas grandezas utilizamos unidades de medidas a fim de poder classifica-las, e cabe ao experimentador discernir qual o instrumento mais adequado, pois a precisão necessita ter essa determinação.	
Desenvolvimento
O objetivo aqui é reconhecer os procedimentos de manuseio e determinação da precisão de alguns aparelhos frequentemente utilizados no laboratório de Física. Os resultados das experiencias devem constar os algarismos significativos, as unidades de medidas e a incerteza da medida, podemos expressar dessa forma:
			 (Medida ± Desvio) unidade)
Uma forma de analisar o resultado da medida de uma grandeza é comparar esse resultado com um valor preestabelecido dela. Como valor referência, pode-se escolher o valor tabelado ou a média de um conjunto de medidas da grandeza. Essa comparação permite determinar a Discrepância relativa percentual, que é dado por:
Ondeé o valor medido e é o valor de referência.
	Para determinar a densidade do material com o qual é construída uma peça sólida, pode-se utilizar a relação:
Onde é a densidade do sólido, m e V são a massa e o volume do sólido, respectivamente. A massa poderá ser medida diretamente utilizando-se uma balança digital. Se a peça sólida for cilíndrica, podemos utilizar a expressão:
E obter o volume a partir das medidas do diâmetro= 2R (R= raio do cilindro) e da altura A. Nota-se então que a incerteza no valor do volume dependerá das incertezas associadas às medições do diâmetro e da altura.
Materiais Utilizados
-Paquímetro: É um instrumento utilizado para medir a distância entre dois lados simetricamente opostos em um objeto. Um paquímetro pode ser tão simples como um compasso. O paquímetro é ajustado entre dois pontos, retirado do local e a medição é lida em sua régua. O nónio ou vernier é a escala de medição contida no cursor móvel do paquímetro, que permite uma precisão decimal de leitura através do alinhamento desta escala com uma medida da régua.
-Balança Eletrônica Digital: Em síntese, o funcionamento ocorre da seguinte maneira: sob o prato (ou bandeja em aço inoxidável), há um equipamento denominado de célula de carga, que recebe compressão quando um corpo é colocado sobre o prato. A célula de carga (ou dínamo) é capaz de converter energia mecânica em energia elétrica, sendo constituída de um imã e uma bobina. A célula de carga atua como um transdutor (tradutor), captando a intensidade de compressão e transformando essa energia mecânica recebida, em pulso elétrico. Quanto maior a pressão recebida, maior será o sinal elétrico produzido.
-Balança de Torque: A medida de massa em uma balança com funcionamento mecânico é realizada mediante a comparação direta entre dois objetos, um de massa conhecida e outro de massa desconhecida. A balança mecânica nada mais é do que uma alavanca, que mostra o ponto de equilíbrio entre os dois corpos.
-Balança de dois pratos: Uma balança de dois pratos é aquela onde se colocam pesos (confeccionados geralmente de metal) e no outro lado se coloca o que se deseja pesar. É possível também colocar pesos nos dois pratos. Para valores inteiros, é possível representar os números usando-se pesos cujos valores são potências de 3, de 1 até .{\displaystyle 3^{n}}
-04 Corpos para Experimentação: Objetos de tamanhos diferentes utilizados para a determinação de seus volumes e densidades, para descobrir o material do qual eles foram feitos.
Cálculo de volume e densidade dos cilindros
V=πR²h 
V= volume;
R= diâmetro dividido por 2 (dois);
h= altura.
D=
m= massa;
v=volume
	BALANÇA DE DOIS PRATOS (erro relativo de 0,5g )
	 
	CILINDRO 1
	CILINDRO 2
	CILINDRO 3
	CILINDRO 4
	MASSA
	4.0 g
	52.5 g
	11.5 g
	109.0 g
	DIÂMETRO
	1.280 cm
	1.580 cm
	2.470 cm
	5.060 cm
	ALTURA
	5.000 cm
	2.990 cm
	2.470 cm
	1.980 cm
	VOLUME
	6.433981755 cm³
	5.862397246 cm³
	11.83534007 cm³
	39.81586042 cm³
	DENSIDADE
	0.621698996 g/cm³
	8.955380845 g/cm³
	0.971666207 g/cm³
	2.737602524 g/cm³
Tabela 1: volume e densidade 
	BALANÇA DE TORQUE (erro relativo de 0,05g )
	 
	CILINDRO 1
	CILINDRO 2
	CILINDRO 3
	CILINDRO 4
	MASSA
	4.2 g
	52.2 g
	11.7 g
	109.0 g
	DIÂMETRO
	1.280 cm
	1.580 cm
	2.470 cm
	5.060 cm
	ALTURA
	5.000 cm
	2.990 cm
	2.470 cm
	1.980 cm
	VOLUME
	6.433981755 cm³
	5.862397246 cm³
	11.83534007 cm³
	39.81586042 cm³
	DENSIDADE
	0.652783946 g/cm³
	8.90420724 g/cm³
	0.98856475 g/cm³
	2.737602524 g/cm³
Tabela 2: volume e densidade 
	BALANÇA ELETRÔNICA DIGITAL (erro relativo de 0,001g )
	 
	CILINDRO 1
	CILINDRO 2
	CILINDRO 3
	CILINDRO 4
	MASSA
	4.340 g
	52.273 g
	11.882 g
	108.898 g
	DIÂMETRO
	1.280 cm
	1.580 cm
	2.470 cm
	5.060 cm
	ALTURA
	5.000 cm
	2.990 cm
	2.470 cm
	1.980 cm
	VOLUME
	6.433981755 cm³
	5.862397246 cm³
	11.83534007 cm³
	39.81586042 cm³
	DENSIDADE
	0.674543411 g/cm³
	8.916659484 g/cm³
	1.003942424 g/cm³
	2.735040731 g/cm³
Tabela 3: volume e densidade 
Tabela de densidade dos materiais
Cálculo de erro do volume	
V=πr²h = 
ΔV=| +| =| +| 
CILINDRO 1:
ΔV1 =| +| 
ΔV1= 0,05265482 + 0,006433981755 
ΔV1= 0,059088801
CILINDRO 2:
 ΔV2=| +| 
ΔV2=0,03710378 + 0,009803339876
ΔV2 =0,046907119
CILINDRO 3:
ΔV3=| +| 
ΔV3=0,038798669 + 0,023958178
ΔV3= 0,062756847
CILINDRO 4:
 ΔV4=| +| 
ΔV4= 0,078687471 + 0,100545102
ΔV4= 0,179232573
Cálculo de erro da densidade	
 
ΔD=| +| =| +| 
BALANÇA DE DOIS PRATOS:
CILINDRO 1:
ΔD 1=| +| 
ΔD 1= 0,077712374 + 0,005709597832
ΔD 1= 0,083421971
 CILINDRO 2:
ΔD 2=| +| 
ΔD 2= 0,085289341 + 0,071655177
ΔD 2= 0,156944518
CILINDRO 3:
ΔD 3=| +| 
ΔD 3= 0,04224656 + 0,005152256476
ΔD 3= 0,047398613
CILINDRO 4:
ΔD 4=| +| 
ΔD 4= 0,012557809 + 0,012323419
ΔD 4= 0,024881228
BALANÇA DE TORQUE
CILINDRO 1:
ΔD 1=| +| 
ΔD 1= 0,007771237455 + 0,005995077724
ΔD 1= 0,013766315
 CILINDRO 2:
ΔD 2=| +| 
ΔD 2= 0,008528934138 + 0,071245719
ΔD 2= 0,079774653
CILINDRO 3:
ΔD 3=| +| 
ΔD 3= 0,004224635685 + 0,052418609
ΔD 3= 0,056643244
CILINDRO 4:
ΔD 4=| +| 
ΔD 4= 0,001255780975 + 0,012323419
ΔD 4= 0,013579199
BALANÇA ELETRÔNICA DIGITAL
CILINDRO 1:
ΔD 1=| +| 
ΔD 1= 0,0001554247491 + 0,006194913648
ΔD 1= 0,006350338397
 CILINDRO 2:
ΔD 2=| +| 
ΔD 2= 0,0001705786857 + 0,071345354
ΔD 2= 0,071515932
CILINDRO 3:
ΔD 3=| +| 
ΔD 3= 0,00008449271369 + 0,005323400995
ΔD 3= 0,005407893709
CILINDRO 4:
ΔD 4=| +| 
ΔD 4= 0,00002511561949 + 0,012323419
ΔD 4= 0,012348534
Materiais dos cilindros
	Tendo as densidades dos corpos analisados, pode-se descobrir a sua composição através da “Tabela de densidade dos materiais”. Fazendo uma relação entreas densidades, foi descoberto os materiais de cada cilindro. Os resultados constaram:
Cilindro 1: isopreno
Cilindro 2: níquel
Cilindro 3: polietileno de alta densidade
Cilindro 4: alumínio
Cálculo da discrepância relativa percentual
	
Através de um resultado teórico e um prático, é possível estabelecer a “Discrepância relativa percentual”. Dado pela equação:
D%=||*100
Cilindro 1:
D1%=||*100 
D1%= 0,80%
Cilindro 2:
D2%=||*100
D2%= 0,07%
Cilindro 3:
D3%=||*100
D3%= 4,75%
Cilindro 4:
D4%=||*100 
D4%= 0,09%
Resultados
Cilindro 1:
	Diâmetro : 1,280 mm 
	Altura:5,000 mm
 	Massa: 4,340 g
	Volume: 6,433981755 cm³
Densidade : 0,674543411 g/cm³
 	Material: isopreno
Cilindro 2: 
Diâmetro: 1,580 mm
	Altura:2,990 mm
 	Massa: 52,273 g
	Volume: 5,862397246 cm³
Densidade: 8,916659484 g/cm³
 	Material: níquel
Cilindro 3:
	Diâmetro: 2,470 mm
	Altura:2,470 mm
 	Massa: 11,882 g
	Volume: 11,83534007 cm³
Densidade: 1,003942424 g/cm³
 	Material: polietileno de alta densidade
Cilindro 4:
	Diâmetro: 5,060 mm
	Altura: 1,980 mm
 	Massa: 108,898 g
	Volume: 39,81586042 cm³
Densidade 2,735040731 g/cm³
 	Material: alumínio
Conclusão
	Com o cálculo do volume e de seus respectivos erros, foi possível obter a densidade de cada cilindro e, através disso, descobrir a sua composição com base na “Tabela de densidade dos materiais”. Assim, sendo possível encontrar seus respectivos erros associados à sua medida.
A partir dos experimentos realizados, pôde-se notar a importância da precisão em um laboratório de física. É necessário saber manusear com atenção cada instrumento e suas medidas, pois o erro nesse procedimento afeta diretamente o resultado.
	É preferível utilizar instrumentos com o máximo de precisão possível (como foi o exemplo do paquímetro e da balança Eletrônica Digital) para obter um resultado mais próximo possível do real. Caso isso não ocorresse, seria difícil associar os resultados com a tabela de densidades impedindo de ser encontrada a composição de cada cilindro.
Referências bibliográficas:
BALANÇA DE DOIS PRATOS.WIKIPÉDIA. Disponível em: <https://pt.wikipedia.org/wiki/Balan%C3%A7a>. Acesso em: 29 mar. 2018..
BALANÇA MECÂNICA.TIPOS DE BALANÇAS.Disponível em: <http://www.balancasmicheletti.com.br/publicacoes/tipos-de-balancas/>. Acesso em: 08 out. 2017. Acesso em: 29 mar. 2018..
PAQUÍMETRO. WIKIPÉDIA. Disponível em:<https://pt.wikipedia.org/wiki/Paqu%C3%ADmetro >. Acesso em: 29 mar. 2018.
PIACENTINI, João. INTRODUÇÃO AO LABORATÓRIO DE FÍSICA. 5° EDIÇÃO. Editora UFSC, 2013.