PRATICA 1 PAQUÍMETRO

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Universidade Federal do Ceará
Centro de Tecnologia
Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais
Curso de Engenharia Metalúrgica
Relatório de Física Experimental Para Engenharia
Prática 01: Paquímetro
Aluno: Isaac Matheus Pereira Freire Nogueira			Matrícula: 364116 
Curso: Engenharia Metalúrgica				 Turma: 37A
Professor: Cícero Moezio	
Disciplina: Física Experimental para Engenharia 
Fortaleza – Ceará
2014
Objetivos
- Conhecimento do paquímetro
- Familiarização com o instrumento e as formar de realização das medições
- Praticar o manuseio do instrumento.
Material Utilizado
- Paquímetro;
- Arruela;
- Cilindro Oco;
- Peça com furo cego;
- Régua;
Introdução Teórica
	O paquímetro, nome de origem grega, que significa medida grossa, é um instrumento utilizado para medir com precisão as dimensões externas, internas, profundidades e ressaltos de pequenos objetos, como parafusos, porcas, arruelas, tubos, entre outros. O paquímetro possui, normalmente, uma graduação em centímetros e outra em polegadas.
	O instrumento trata-se de uma régua graduada, com encosto fixo, sobre a qual desliza um cursor. Em um paquímetro tem-se: a orelha fixa, a orelha móvel, o nônio, o parafuso e a trava, o cursor, a escala fixa, o bico fixo, o encosto fixo, o encosto móvel, o bico móvel, o impulsor, a escala fica de milímetros e a haste de profundidade. Como detalhado na figura abaixo:
	O nônio ou vernier é a escala de medição do cursor móvel e baseia-se no método de subdividir em partes menores uma determinada divisão. Sua graduação é a baseada na seguinte relação: sob uma escala de 1 mm com 10 graduações foi colocada uma escala móvel, também com 10 graduações, entretanto que ocupasse o espaço de 9 graduações da escala fica. Ou seja, há uma diferença entre o primeiro traça da escala fixa e o traço da escala móvel de 0,1mm e de 0,2mm entre os segundos traços de ambas as escalas e assim sucessivamente. Logo, quando a escala tiver 20 graduações a diferença será de 0,05mm. As diferenças mencionadas passaram a ser chamadas de aproximação e, posteriormente, leitura e atualmente são chamadas de resolução do instrumento.
	
A resolução é calculada da seguinte forma:
	Resolução = valor da menor divisão da escala fixa = 1 mm . = 0.1mm
 número de divisões da escala móvel 10 divisões
ou
	Resolução = valor da menor divisão da escala fixa = 1 mm . = 0.05mm
 número de divisões da escala móvel 20 divisões
	
Os paquímetros são bastante utilizados na medição devido à grande versatilidade, precisão e a facilidade no manuseio. Normalmente são fabricados em aço inoxidável temperado para que não haja oxidação e sua escala é gravada por um processo a laser garantindo que os números e linhas sejam nítidas, o que influenciará diretamente na precisão do instrumento.
	Para realizar medições deve-se abrir o instrumento deslizando a parte móvel a uma distância maior que a dimensão da peça a ser medida. Posteriormente, deve-se encostar uma extremidade da peça na parte fixa de medição, depois se fecha o paquímetro até que a face de contato da medição de ressalto no cursor toque a peça e, para finalizar, realiza-se a medição. Ler-se na régua principal o número de milímetros que coincide com o zero do nônio e para a leitura da fração de milímetros, vê-se qual o traço que coincide com qualquer traço da régua principal e multiplique o número desse traço pela precisão.
	Como já dito anteriormente, a precisão é buscada constantemente na física e apesar de o paquímetro ser considerado um instrumento preciso ele não dá exatidão em todos os números. Os valores encontrados têm precisão limitada por fatores como a incerteza experimental associada ao instrumento, a habilidade do experimentador e o número de medições efetuadas. Por exemplo, se for medido um determinado diâmetro e este é lido como 6,5mm, pois aparentemente estava nesse traço, não pode-se ter certeza absoluta, pois poderia ser 6,49 ou 6,51. Nesse caso, o número 5 é chamado de algarismo duvidoso.
	Diante disso, faz-se necessário conhecer sobre os algarismos significativos e duvidosos. De forma simples, algarismos significativos são os algarismos corretos de uma medida e seu primeiro algarismo duvidoso. Ou seja, se, em uma medição é encontrado o número 5,2mm esse número terá dois algarismos significativos, sendo o 5 o algarismo correto e o 2 o algarismo duvido. É importante conhecer sobre algumas regras dos algarismos significativos, como a soma, a subtração, a multiplicação e a divisão.
	Quando são somados dois ou mais números o resultado terá o mesmo número de casas decimais da parcela com menor número de casa decimais, ou seja, o ultimo algarismo da resultado deve estar na mesma casa decimal da parcela com menor número de casas decimais. Por exemplo: 14,3 + 4,382 = 18,682. Na primeira parcela (14,3), o número 3 é duvido e na segunda (4,382) o algarismo duvidoso é o 2. Logo, o resultado só deverá ter um algarismo duvidoso e o resultado (18,682) deverá ser arredondado para 18,7.
	Já na multiplicação ou na divisão o seu resultado terá o mesmo número de algarismos significativos da parcela com o menor número de algarismos significativos.
Procedimento Experimental
1- Primeiramente foram realizadas as medições de diâmetro interno e externo e da espessura da arruela e do diâmetro interno e externo do cilindro oco por 3 alunos e depois calculada a média dos valores obtidos.
Dimensões da arruela:
	
	MEDIDA
Aluno 1
	MEDIDA
Aluno 2
	MEDIDA
Aluno 3
	
MÉDIA
	DIÂMETRO EXTERNO (mm)
	31,60
	31,70
	31,70
	31,67
	DIÂMETRO INTERNO (mm)
	12,35
	12,85
	12,95
	12,72
	ESPESSURA (mm)
	2,90
	2,90
	2,90
	2,90
Nota-se que o diâmetro interno foi o que apresentou a maior diferença do Aluno 1 para dos demais e a média ficou 0,28mm a mais que o valor obtido pelo aluno em questão.
Os diâmetros do cilindro oco:
	
	MEDIDA
Aluno 1
	MEDIDA
Aluno 2
	MEDIDA
Aluno 3
	
MÉDIA
	DIÂMETRO EXTERNO (mm)
	12,70
	12,70
	12,70
	12,70
	DIÂMETRO INTERNO (mm)
	7,85
	7,80
	7,85
	7,83
Os valores obtidos no diâmetro externo foram exatamente iguais e os do diâmetro interno muito próximos, sendo dois iguais e o outro com uma diferença de 0,05mm dos demais.
2- Posteriormente foram realizados as medições na peça com furo cego para se chegar ao volume de ferro da peça. Para isso foram realizadas as medições do diâmetro externo, da altura externa, do diâmetro interno e da altura interna.
O volume de ferro da peça com furo cego:
	
	MEDIDA
Aluno 1
	MEDIDA
Aluno 2
	MEDIDA
Aluno 3
	
MÉDIA
	DIAMETRO EXTERNO (mm)
	25,50
	25,45
	25,40
	25,45
	ALTURA EXTERNA (mm)
	36,00
	36,50
	35,95
	36,30
	DIAMETRO INTERNO (mm)
	13,75
	13,95
	14,00
	13,90
	ALTURA INTERNA (mm)
	21,35
	21,40
	21,35
	21,37
	Cálculo do Volume:
VPEÇA COM FURO CEGO = VTOTAL DO CILINDRO – VOCA
VPEÇA COM FURO CEGO = R²H – r²h
VPEÇA COM FURO CEGO = [3,14 x (25,45/2)² x 36,30] – [3,14 x (13,90/2) ² x 21,37]
VPEÇA COM FURO CEGO = 1.5210,9 mm³
Nota-se que nesta peça não houve nenhuma coincidência de valores entre os alunos, exceto na altura interna da. O volume da peça, então, foi calcula com os valores médios.
3- Para finalizar, foram medidos, individualmente, o diâmetro externo, altura externa e o diâmetro interno da peça com furo cego com uma régua.
	DIAMETRO EXTERNO (mm)
	25
	ALTURA EXTERNA (mm)
	36
	DIAMETRO INTERNO (mm)
	14
Com a exceção do diâmetro interno, que teve uma diferença de 0,1mm, as outras dimensões também tiveram diferenças consideráveis, uma de 0,45mm e a outra de 0,30mm.
Questionário
1- Determine o grau deprecisão com base no paquímetro fechado a esquerda e faça a leitura para o paquímetro da figura a direita.
	Leitura: 2,64
Grau de precisão: 0,01mm.
2- A partir dos valores médios dos diâmetros obtidos nesta pratica com o paquímetro, determine o comprimento da circunferência externa das três peças.
	CARRUELA: 2R = 2 x 3,14 x (31,67/2) = 99,4 mm
CCILINDRO OCO: 2R = 2 x 3,14 x (12,70/2) = 39,9 mm
CPEÇA COM FURO CEGO: 2R = 2 x 3,14 x (25,45/2) = 76,8 mm
3- Considere os valores dos comprimentos medidos com o paquímetro e com uma régua (peça com furo cego), quais os de maior precisão? 
	Os valores obtidos com o uso do paquímetro, pois devido ao nônio é possível obter as medidas de objetos pequenos com precisão, ou seja, fornece um valor com maior número de algarismos significativos.
4- Nas medidas feitas na peça com furo cego, para o cálculo do volume, quais as que podem contribuir no resultado com maior erro? Por quê?
	Diâmetro e altura internos, pois nessas medições o contato do paquímetro é de fácil deslize, aumentando as chances de erro.
5- Qual a menor fração de milímetro que pode ser lida com o paquímetro que você utilizou?
	0,05 mm.
6- Qual a precisão de um paquímetro cujo nônio tem 49 mm de comprimento e está dividido em 50 partes iguais?
	L = 49 mm e n = 50 partes → L / n = 49 / 50 = 0,98
Precisão: 1 – 0,98 = 0,02 mm
7- O nônio de um paquímetro tem 29 mm de comprimento. A precisão de mesmo é de 0,1 mm. Em quantas partes foi dividido o nônio? Obs.: tenha em mente que o número de divisões do nônio deve ser inteiro.
	1 – y = 0,1 mm | y = 0.9 → L / n = 0,9 | 29 / n = 0.9 | n = 32,2; Entretanto, como o número de divisões deve ser um número inteiro, n = 32.
Conclusão
	A medição é um procedimento fundamental da física, seja em dimensões grandes ou pequenas. Quanto maior a precisão dessas medidas, valores mais próximos da realidade são encontrados. O paquímetro, como foi trabalhado em laboratório e descrito neste relatório, é um instrumento que dá esta precisão na medição de peças como parafusos, arruelas e porcas. Para manusear o paquímetro, apesar de ser um instrumento simples, é necessário que haja, pelo menos, um conhecimento superficial do instrumento. E esta prática, tem como objetivo a familiarização com o instrumento em questão.
	Na utilização do Paquímetro é essencial o conhecimento sobre os algarismos significativos é para se encontrar valores mais exatos possíveis. Quanto menor é o número trabalhado, mais importante é fazer aproximações certas com uma quantidade suficiente de casas decimais.
	No laboratório foram medidas três peças diferentes por 3 alunos a fim de se obter um resultado mais próximo o possível do real. Foram utilizadas três peças: arruela, cilindro oco e peça com furo cego. Os 3 alunos deveriam utilizar o paquímetro para medir os diâmetros, as espessuras e as alturas das peças em questão. Foram observados valores próximos, logo, a média não estava absurda e próxima, também, dos valores obtidos pela régua, mesmo assim ressalta-se a maior precisão do paquímetro. 
Bibliografia
DIAS, N. L. Roteiro de Aulas Práticas de Física. Fortaleza: UFC, 2014.
<http://www.fatecsorocaba.edu.br/principal/pesquisas/metrologia/apostilas/apostila_pa quimetro.pdf >
< http://www.brasilescola.com/fisica/operacoes-com-algarismos-significativos.htm >
<http://matematica.com.br/site/index.php?option=com_content&view=article&id=694:algarismos-significativos&catid=50:profissoes&Itemid=194 >
< http://paquimetro.reguaonline.com/ >
< http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAtC0AB/1-relatorio-paquimetro-micrometro >