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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ CENTRO DE CIÊNCIAS DEPARTAMENTO DE FÍSICA LABORATÓRIO DE FÍSICA EXPERIMENTAL PARA ENGENHARIA SEMESTRE 2020.1 PRÁTICA 01 - MICRÔMETRO ALUNO: LETÍCIA DIAS BARROSO MATRÍCULA: 496387 CURSO: ENGENHARIA METALÚRGICA TURMA: 17A PROFESSOR: JOÃO PEDRO DATA E HORA DA REALIZAÇÃO DA PRÁTICA: 13 / 03 / 2020 ÀS 08 : 00h OBJETIVOS Conhecimento do micrômetro e familiarização com seu uso. MATERIAL Foram utilizados os seguintes materiais para a prática: micrômetro, duas esferas, duas chapas metálicas, lâmina de barbear, papel e um fio de cabelo. INTRODUÇÃO A procura por inovações tecnológicas aplicadas, a fim de obter medições concisas e mais exatas possibilitou a necessidade do ser humano por novos meios e dispositivos para medição. Os instrumentos de medição são fundamentais no controle de processos, onde podemos definir como processo, um equipamento ou meio físico que precise ser controlado ou monitorado de forma a transformar a matéria prima em produto, ou simplesmente, uma operação onde ser varia pelo menos uma característica física ou química de um determinado material (STARLING, 2003, p.1). A origem do micrômetro (figura 1) se deve a Jean Louis Palmer, que requereu sua patente em 1848, onde se obtinha através deste instrumento a leitura em centésimos. O micrômetro é capaz de verificar dimensões lineares de uma peça como altura, largura, profundidade, diâmetro, etc (MASCARENHAS, 2016). Já em 1890, Laroy S. Starrett patenteou um micrômetro mais aperfeiçoado, com uma tampa para a haste, um módulo que aumentou a velocidade de medição, entre outras melhorias. Esse mesmo personagem é fundador da Starrett, hoje em dia, uma das maiores fabricantes de ferramentas e instrumentos de medição do mundo, com sede em diversos países (FIORIO; HENRIQUE, 2013). Figura 1. Micrômetro. 2 Fonte: Figura retirada da página https://pt.dreamstime.com/micr%C3%B4metro-do-instrumento-de-precis%C3%A3o-isolado-image107860523. Acesso em: 17 març. 2020. O micrômetro é um instrumento de extrema precisão, utilizado para medir objetos com pequenas espessuras e/ou dimensões, como por exemplo espessura de chapas metálicas, diâmetros de fios e etc. O seu amplo uso se dá, geralmente, na indústria mecânica, onde é utilizado para medir peças de máquinas. Logo, existem diversos tipos de micrômetro, que são utilizados de acordo com sua necessidade, são eles o micrômetro digital, de profundidade, de longos estribos entre outros. Por ter uma alta complexidade, em termos de utilização, o micrômetro necessita de certos cuidados e regras para sua correta utilização e antes do aprendizado do seu manuseio é crucial o conhecimento de todos os seus elementos. As principais partes que compõem o micrômetro são o estribo, espera fixa, espera móvel, bainha, tambor também chamada de manga, catraca e o fixador. Como observa-se na figura 2. Figura 2. Partes de um Micrômetro. Fonte: Figura retirada da página https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Micrometro_Partes.svg. Acesso em: 01 de julho de 2020 1. Estribo peça curva de sustentação; 2. Espera fixa; 3. Espera móvel é movida em função da rotação do parafuso micrométrico; 4. Trava permite imobilizar o fuso numa medida predeterminada; 5. Catraca assegura uma pressão de medição constante; 6. Tambor onde se localiza a escala centesimal, a cada volta, seu deslocamento é igual ao passo do fuso micrométrico; 3 https://pt.dreamstime.com/micr%C3%B4metro-do-instrumento-de-precis%C3%A3o-isolado-image107860523 https://pt.dreamstime.com/micr%C3%B4metro-do-instrumento-de-precis%C3%A3o-isolado-image107860523 https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Micrometro_Partes.svg 7. Bainha graduada milimetricamente, no lado inferior a escala de números intervalares (meios milímetros) e no lado superior ficam as escalas inteiras. Para a determinação da precisão do micrômetro também chamada de sensibilidade, faz-se necessário saber o número de divisões da escala circular e o valor do passo. A quantidade de divisões do tambor é indicado na própria peça e o passo é o deslocamento percorrido pelo tambor quando se completa uma rotação de 360º sobre o eixo específico. Assim, rotacionando o tambor faz a espera móvel aproxima-se da espera fixa. A volta completa será igual ao passo do parafuso micrométrico, sendo assim apontado na escala retilínea da bainha. Segundo Kaschny (2008), para se efetuar uma medida com um micrômetro deve-se seguir os seguintes passos: (a) Colocar o objeto a ser medido entre as faces da bigorna e da ponta móvel do instrumento; (b) Girar o tambor até que as faces encostem no objeto suavemente. Para isso, pode-se utilizar a catraca que fornecerá a pressão adequada para a medida; (c) Identificar o traço da escala visível antes da borda do tambor que identifica, em divisões de 0.5 mm, os primeiros algarismos da medida. Tal etapa fornecerá uma leitura direta em milímetros inteira ou fracionária de 0.5 mm; (d) Identificar no tambor a fração da medida, ou seja, a subdivisão de 0.5mm, devendo o número inteiro obtido ser divido por 100. A referência usada para tal procedimento deve ser a própria linha principal da escala retilínea. De acordo com Dias (2020, p. 8), para determinar a precisão de um micrômetro, o cálculo é descrito abaixo: s = 1n · p Em que, S é sensibilidade ou precisão, n é número de divisões da escala circular e p é passo do parafuso micrométrico. PROCEDIMENTO De início, foi nos passado uma introdução aos princípios de funcionamento do micrômetro, conhecemos as peças e partes que o compõem. Ademais, durante essa explicação, aprendemos com calcular a precisão, e também como aferir as medidas de forma correta. 4 Após a parte teórica, seguimos para a prática, com uma equipe composta por quatro alunos, realizamos o experimento em triplicata, na qual nos foi entregue um micrômetro e alguns objetos para medirmos, para obter maior precisão nos resultados, com a ferramenta de medição chamado de micrômetro, com o passo medindo 0,50mm e precisão de 0,01mm, na qual, a calibração foi a primeira etapa do processo. Em seguida, utilizamos duas esferas, denominadas esfera maior e esfera menor, as chapas metálicas enumeradas entre 1 e 2, a lâmina de barbear, uma folha de papel, um fio de cabelo e medimos seus diâmetros. Com o micrômetro e o objeto, para medir as peças, foi necessário colocar as mesmas entre a espera fixa e a espera móvel, após isso, giramos a catraca que comanda a espera móvel até encostar-se ao objeto e ouvir um clique do aparelho, logo após verificamos se as duas esperas estavam tocando o objeto de forma uniforme. Em seguida, calculamos para todos os objetos, a medição final, com base na observação das medidas da bainha e do tambor, sendo essa a média entre três valores numéricos em milímetros encontrados por três alunos diferentes, os quais são informados na tabela 1. Tabela 1 - Medidas dos diâmetros dos objetos; A B C X Esfera maior 15,86 mm15,86 mm 15,86 mm 15,86 mm Esfera menor 12,21 mm 12,23 mm 12,23 mm 12,22 mm Chapa metálica 1 1,29 mm 1,27 mm 1,33 mm 1,29 mm Chapa metálica 2 0,82 mm 0,81 mm 0,86 mm 0,83 mm Lâmina de barbear 0,10 mm 0,10 mm 0,10 mm 0,10 mm Folha de papel 0,10 mm 0,95 mm 0,10 mm 0,38 mm Fio de cabelo 0,55 mm 0,50 mm 0,55 mm 0,53 mm Fonte: Autora, 2020. *Legendas: A, B e C são medidas dos diâmetros em milímetros; corresponde a média X aritmética calculada com a somatória das medições dos diâmetros fracionado por três. 5 Volume da esfera maior em milímetros: Para determinar o volume da esfera maior faz-se necessário conhecer o seu raio, que por sua vez pode ser obtido a partir do diâmetro da esfera (R= D2 ), temos que o seu raio equivale a = 7,93 mm. Após isso, o volume pôde ser calculado, com a fórmula: 5, 61 8 ÷ 2 ; com o π 3,1415; Logo, substituindo os valores, / 34 · π · r 3 ≃ 2089 mm 3. QUESTIONÁRIO 1. Faça as leituras das medidas dos Micrômetros: Resposta: Leitura 1: 1,71 mm; 2. Resposta: Leitura 2: 7,97 mm. Fonte: Figuras geradas na página: https://stefanelli.eng.br/micrometro-virtual-milimetro-centesimal-simulador/. Acesso em: 17 de março de 2020. 3. De modo geral, ao medir com um micrômetro, quais as causas mais prováveis de erro? 6 https://stefanelli.eng.br/micrometro-virtual-milimetro-centesimal-simulador/ Resposta: Pode ocorrer, no procedimento da medição, uma pressão exagerada no objeto causada pelo manuseio da catraca que move a espera móvel até encaixar a peça na espera fixa. Ademais, pode haver erro na leitura das medidas, acometidas pelas barras milimétricas da bainha, superior e inferior e pela confusão no momento de fazer os cálculos. 4. Determine a precisão de um micrômetro cujas características são: tambor dividido em 50 partes iguais e passo de 0,25 mm: Resposta: A precisão do micrômetro é dada pela fórmula: s = 1n · p Logo: S = 0,25/50 S= 0,005 mm. CONCLUSÃO Conclui-se que, através da prática realizada no laboratório, o micrômetro é de suma importância para o avanço na ciência moderna, na qual, é um instrumento de alta precisão, com praticidade no momento de efetuar cálculos com enorme rapidez no processo. Ademais, aprendemos na prática, como manusear o micrômetro e como ele é essencial para determinados tipos de medições. Alguns erros mais comuns sanados durante o procedimento foram o incorreto manejo da peça que não estava calibrada, o erro nas leituras de algumas medidas, na qual, distinguirmos em alguns objetos, como a esfera maior, onde nos deparamos com as mesmas medidas no micrômetro no vislumbre óptico. 7 REFERÊNCIAS ALAN COTTON. Dreamstime. Disponível em: https://pt.dreamstime.com/micr%C3%B4metro-do-instrumento-de-precis%C3%A3o-isolado-i mage107860523. Acesso em: 17 març. 2020. DIAS, Nildo L. Roteiro de aulas práticas de Física. Ceará: Universidade Federal do Ceará, 2020. KASCHNY, Jorge R. Paquímetros e Micrômetros. Aspectos Elementares: Uso em Laboratórios de Física Básica. Disponível em: http://macbeth.if.usp.br/~gusev/PaquimetroMicrometro.pdf. Acesso em: 03 jul. 2020. p. 04. (com adaptações). RAFAEL MASCARENHAS. Guru editora técnica LTDA. Disponível em: https://www.cursosguru.com.br/descubra-o-que-sao-micrometros-e-como-usa-los/ Acesso em: 18 març. 2020 STARLING, Antônio N. Controle e automação I: introdução a instrumentação industrial. Belo Horizonte, 2003. 102 p. VIVIAN FIORIO; FÁBIO HENRIQUE. Indústria Hoje - O que é um micrômetro?. Disponível em: https://industriahoje.com.br/o-que-e-um-micrometro. Acesso em: 03 jul. 2020. 8 https://pt.dreamstime.com/micr%C3%B4metro-do-instrumento-de-precis%C3%A3o-isolado-image107860523 https://pt.dreamstime.com/micr%C3%B4metro-do-instrumento-de-precis%C3%A3o-isolado-image107860523 http://macbeth.if.usp.br/~gusev/PaquimetroMicrometro.pdf https://www.cursosguru.com.br/descubra-o-que-sao-micrometros-e-como-usa-los/ https://industriahoje.com.br/o-que-e-um-micrometro
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