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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ CENTRO DE CIÊNCIAS AGRARIAS DEPARTAMENTO DE FÍSICA CURSO DE ENGENHARIA DE ALIMETOS RELATÓRIO DE FÍSICA EXPERIMENTAL BÁSICA PRÁTICA 2: MICRÔMETRO Bárbara Alves Chagas – 422217 28 de agosto de 2018, 16:00 – 19:00 Fortaleza - Ceará ÍNDICE OBJETIVOS ............................................................................................... 3 MATERIAL ............................................................................................... 3 INTRODUÇÃO .......................................................................................... 4 PROCEDIMENTO .................................................................................... 5 QUESTIONARIO ...................................................................................... 7 CONCLUSÃO ............................................................................................ 9 BIBLIOGRAFIA ....................................................................................... 10 OBJETIVOS: O objetivo dessa prática foi promover o conhecimento do micrômetro, a familiarização de seu manuseio e com as técnicas de uso, além de comparar sua precisão com a do paquímetro. MATERIAL: • Micrômetro; • Paquímetro; • Esfera; • Chapas metálicas (duas); • Lâmina de barbear; • Varetas metálicas; • Fio de cabelo; 3 INTRODUÇÃO O micrômetro – ou plamer – foi inventado, em 1848, pelo francês Jean Louis Plamer, mas foi Laroy S. Starrett o responsável por boa parte do aperfeiçoamento do instrumento e, em 1890, Starrett patenteou um modelo com maior velocidade de medição e outras melhorias. O micrômetro é um instrumento de alta precisão e, assim como o paquímetro, é muito utilizado na mecânica. Imagem 1: Partes do Micrômetro O funcionamento dessa ferramenta baseia-se em um sistema porca-parafuso, cujo parafuso avança ou retrocede na porca à medida que é girado. A circunferência do tambor é dividida em 50 partes iguais, possibilitando leituras de 0,01 mm a 0,001 mm. Para realizar uma medição é necessário seguir às técnicas de medição. Primeiramente, é verificado se o instrumento está zerado, caso não esteja, utiliza-se a chave que o acompanha para encaixar em um furo que há no tambor, e gira-lo de forma que o zero de sua escala coincida com o zero da escala da bainha. Em seguida, encosta- se o objeto a ser medido na espera fixa, e aciona-se a catraca até que a espera móvel encoste no objeto. Posteriormente, faz-se a leitura de milímetros inteiros na escala superior da bainha e verifica se na escala inferior da bainha aparece um traço a mais do que o valor de milímetros inteiros, caso isso ocorra deve-se acrescentar 0,05 mm ao número de milímetros inteiros. Logo após, faz-se a leitura do tambor, o traço da escala circular no tambor que coincidir com o traço na bainha será multiplicado pela precisão do instrumento, em geral 0,01 mm. Por fim, soma-se os valores para se obter a medida. Para se obter a precisão de um micrômetro é necessário seguir a seguinte relação: 𝑃𝑟𝑒𝑐𝑖𝑠ã𝑜 = 1 𝑛º 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑣𝑖𝑠õ𝑒𝑠 𝑑𝑜 𝑡𝑎𝑚𝑏𝑜𝑟 𝑥 𝑝𝑎𝑠𝑠𝑜 𝑑𝑜 𝑝𝑎𝑟𝑎𝑓𝑢𝑠𝑜 𝑚𝑖𝑐𝑟𝑜𝑚é𝑡𝑟𝑖𝑐𝑜 O passo do parafuso micrométrico é obtido quando é dada uma volta completa no tambor, é provocado um avanço registrado na escala da bainha. Assim, um micrômetro com tambor divido em 50 partes e passo de 0,5 mm, terá a seguinte precisão: 𝑃 = 1 𝑛 𝑥 𝑝 → 𝑃 = 1 50 𝑥 0,5 = 0,01 𝑚𝑚 4 PROCEDIMENTO 1. Em relação ao MICRÔMETRO utilizado nesta prática, realizamos as seguintes observações: O passo (mm) 0,5 mm A precisão do micrômetro (mm) 0,01 partes Para determinarmos o passo do micrômetro, demos uma volta completa no tambor e verificamos o valor na bainha. Em seguida, observamos que a escala circular se divide em 50 partes e assim fizemos o cálculo, a seguir, para determinarmos a precisão do instrumento. 𝑃 = 1 50 𝑥 0,5𝑚𝑚 = 0,01 𝑚𝑚 2. Antes de realizarmos as medições, verificamos que o instrumento não estava zerado. Então utilizamos a chave, que acompanha a ferramenta, para girar um pequeno furo que há no tambor de modo que o zero de sua escala coincidisse com o zero da escala na bainha. Nesse momento o instrumento apresentou problemas durante a regulagem, o que pode ter contribuído para erros nas medições. Utilizando o micrômetro fornecido, alinhamos os objetos entre as esperas (fixa e móvel), após os objetos encaixados, giramos a catraca até que ela emitisse o som de um clique. Em seguida, realizamos a leitura da escala superior da bainha. Nas medições em que a escala inferior apresentou um traço a mais que na escala superior, acrescentamos 0,5 mm ao valor obtido na escala superior. E posteriormente, efetuamos a leitura da escala circular, no tambor, e multiplicamos o valor pela precisão do micrômetro. Por fim, somamos todos os valores para obtermos as medidas, anotamos quatro medidas independentes realizadas por todos os componentes da equipe e determinamos o Valor Médio. 2.1 Medida do diâmetro da Esfera: MEDIDA Aluno 1 MEDIDA Aluno 2 MEDIDA Aluno 3 MEDIDA Aluno 4 MÉDIA DIÂMETRO 11,12 mm 11,14 mm 11,11 mm 11,10 mm 11,12 mm Cálculo do Volume da Esfera: 𝑟 = 𝑑 2 = 11,12 2 = 5,56 𝑉 = 4 3 𝜋 𝑟3 = 4 3 ∙ 3,141 ∙ (5,56)3 = 719,8 𝑚𝑚3 2.2 Medidas de espessura de superfície: MEDIDA Aluno 1 MEDIDA Aluno 2 MEDIDA Aluno 3 MEDIDA Aluno 4 MÉDIA ESPESSURA CHAPA n.1 1,32 mm 1,33 mm 1,31 mm 1,32 mm 1,32 mm ESPESSURA CHAPA n.3 0,40 mm 0,40 mm 0,41 mm 0,40 mm 0,40 mm ESPESSURA LÂMINA DE BARBEAR 0,11 mm 0,11 mm 0,11 mm 0,11 mm 0,11 mm 2.3 Medidas do Fio de Cabelo: MEDIDA Aluno 1 MEDIDA Aluno 2 MEDIDA Aluno 3 MEDIDA Aluno 4 MÉDIA ESPESSURA 0,06 mm 0,05 mm 0,05 mm 0,05 mm 0,05 mm 5 2.4 Medidas das Varetas Metálicas: MEDIDA Aluno 1 MEDIDA Aluno 2 MEDIDA Aluno 3 MEDIDA Aluno 4 MÉDIA DIÂMETRO da vareta mais fina 0,6 mm 0,6 mm 0,6 mm 0,6 mm 0,6 mm DIÂMETRO da vareta intermediária 1,49 mm 1,5 mm 1,5 mm 1,51 mm 1,5 mm DIÂMETRO da vareta mais espessa 2,39 mm 2,39 mm 2,39 mm 2,4 mm 2,39 mm Desvio da Média: DIÂMETRO da vareta mais fina: 0,6 – 0,6 = 0 mm 0,6 – 0,6 = 0 mm 0,6 – 0,6 = 0 mm 0,6 – 0,6 = 0 mm DIÂMETRO da vareta intermediária: 1,49 – 1,5 = - 0,01 mm 1,5 – 1,5 = 0 mm 1,5 – 1,5 = 0 mm 1,51 – 1,5 = 0,01 mm DIÂMETRO da vareta mais espessa: 2,39 – 2,39 = 0 mm 2,39 – 2,39 = 0 mm 2,39 – 2,39 = 0 mm 2,4 – 2,39 = 0,01 mm Desvio Padrão: DIÂMETRO da vareta mais fina: Dp =√ 1 4 𝑥 (d12 + d22 + d32 + d42) = √ 1 4 𝑥 (02 + 02 + 02 + 02) = 0 DIÂMETRO da vareta intermediária: Dp =√ 1 4 𝑥 (d12 + d22 + d32 + d42) = √ 1 4 𝑥 (−0,012 + 02 + 02 + 0,012) = 0 DIÂMETRO da vareta mais espessa: Dp =√ 1 4 𝑥 (d12 + d22 + d32 + d42) = √ 1 4 𝑥 (02 + 02 + 02 + 0,012) = 2,5 x 10−05 3. Medidas das Varetas Metálicas com o Paquímetro: MEDIDA Aluno 1 MEDIDA Aluno 2 MEDIDA Aluno 3 MEDIDA Aluno 4 MÉDIA DIÂMETRO da vareta mais fina 0,5 mm 0,7 mm 0,7 mm 0,6 mm 0,6 mm DIÂMETRO da vareta intermediária 1,4 mm 1,45 mm 1,6 mm 1,55 mm 1,5 mm DIÂMETRO da vareta mais espessa 2,4 mm 2,45 mm 2,45 mm 2,4 mm 2,42 mm Desvio da Média: DIÂMETRO da vareta mais fina: 0,5 – 0,6 = - 0,1 mm 0,7 – 0,6 = 0,1 mm 0,7 – 0,6 = 0,1 mm 0,6 – 0,6 = 0 mm DIÂMETRO da vareta intermediária: 1,4 – 1,5 = - 0,1 mm 1,45 – 1,5 = - 0,05 mm 1,6 – 1,5 = 0,1 mm 1,55 – 1,5 = 0,05 mm 6 DIÂMETRO da vareta mais espessa: 2,4 – 2,42 = - 0,02 mm 2,45 – 2,42 = 0,03 mm 2,45 – 2,42 = 0,03 mm 2,4 – 2,42 = - 0,02 mm Desvio Padrão: DIÂMETRO da vareta mais fina: Dp =√ 1 4 𝑥 (d12 + d22 + d32 + d42) =√ 1 4 𝑥 (−0,12 + 0,12 + 0,12 + 02) = 2,5 x 10−03 DIÂMETRO da vareta intermediária: Dp =√ 1 4 𝑥 (d12 + d22 + d32 + d42) = √ 1 4 𝑥 (−0,12 + −0,052 + 0,12 + 0,052) = 0 DIÂMETRO da vareta mais espessa: Dp =√ 1 4 𝑥 (d12 + d22 + d32 + d42) = √ 1 4 𝑥 (−0.022 + 0,032 + 0,032 + 0,022) = 4,5 x 10−04 QUESTIONÁRIO 1. Faça as leituras das medidas dos Micrômetros ilustrados abaixo: LEITURA 1: 3 + 44 𝑥 0,01 = 3,44 𝑚𝑚 LEITURA 2: 5 + 0,5 + 0 𝑥 0,01 = 5,5 𝑚𝑚 2. De um modo geral, ao medir com um micrômetro, quais as causas mais prováveis de erro? Em nossa prática, nos deparamos com problemas para zerar o micrômetro, mas outras causas que podem acarretar erros nas medidas são: a inexperiência na manipulação da ferramenta, uma pressão exagerada do parafuso micrométrico sobre o objeto medido, imperfeições dos objetos medidos e leitura errada das escalas. 3. Qual o instrumento de maior precisão: o paquímetro ou o micrômetro utilizado nesta prática? Justifique. O micrômetro, pois seu percentual de erro é menor, uma vez que sua precisão era 0,01 mm e a do paquímetro era 0,05 mm. 7 4. Compare as medidas das espessuras de varetas feitas com paquímetro e com o micrômetro. Comente. Por meio do desvio médio e desvio padrão, confirmamos que o percentual de erro do micrômetro é menor do que o do paquímetro, em virtude de variar pouco e os resultados serem próximos ou iguais a sua precisão. 5. Determine a precisão de um micrômetro cujas características são: um tambor dividido em 50 partes iguais e passo de 0,25 mm. 𝑃 = 1 50 𝑥 0,25 = 5 𝑥 10−03 𝑜𝑢 0,005 𝑚𝑚 6. Pesquise o preço de micrômetro para medidas externas de 0 a 25mm e precisão de 0,01 mm. Cite os preços de pelo menos dois fornecedores. Micrômetro 1: Micrômetro Externo 0-25mm 0,01mm Mitutoyo 103-137 Fornecedor: Tecno Loja Digital Preço: R$ 271,99 Link: <https://www.tecnoferramentas.com.br/micrometro-externo-0_25-mm-mitutoyo- 103_137/p?idsku=2000468&gclid=CjwKCAjwzqPcBRAnEiwAzKRgS7tdwdxdqLbLz9GYiV0 lfkOBGVXnB43uOZaoHePk4GCtEzytQvrr1BoCVgcQAvD_BwE> Micrômetro 2: Micrômetro Externo com Arco em Ferro Fundido 0 a 25mm - KINGTOOLS-503000 Fornecedor: Loja do Mecânico Preço: R$ 59,90 Link: < https://www.lojadomecanico.com.br/produto/110383/3/204/153/Micrometro-Externo- com-Arco-em-Ferro-Fundido-0-a5mm?utm_source=googleshopping&utm_campaign=xmlshop ping&utm_medium=cpc&gclid=CjwKCAjwzqPcBRAnEiwAzKRgSxjJ7mpCcbfzptKUu4qTC WEpZjJao7XJ3bLLfP7mvwWzWhf28FEdSBoCNpMQAvD_BwE> 8 CONCLUSÃO Nesta segunda prática conhecemos outro importante instrumento para medições precisas, o micrômetro. Aprendemos os princípios de seu funcionamento e entendemos como usá-lo corretamente. Notamos que essa ferramenta é mais precisa que o instrumento estudado anteriormente – o paquímetro – visto que, embora as medidas de ambos os instrumentos tenham a mesma quantidade de algarismos significativos, a sensibilidade do micrômetro, em geral 0,01 mm, é menor, o que faz seu percentual de erros ser menor também. Pudemos perceber que é de suma importância atentar-se as técnicas de utilização do micrômetro, como a verificação de sua regulagem (se está zerado ou não), ou o cuidado em acionar a catraca, ao em vez do tambor, evitando assim uma pressão excessiva no objeto medido e causando-lhe imperfeições. Além disso, analisamos as medidas realizadas pelos quatro alunos e observamos diferenças, podendo ser consequência da inexperiência na manipulação do instrumento ou das imperfeições, já existentes, das peças medidas. Concluímos que o micrômetro é uma ferramenta de grande relevância e de extrema utilidade, tornando-se indispensável quando se deseja obter precisão em suas medidas. 9 BIBLIOGRAFIA [ 1 ] DIAS, N. L. Roteiro de Física Experimental Básica. Fortaleza-CE: UFC, 2018. [ 2 ] TECMECÂNICO/Leitura de Micrômetro – 2013. Disponível em: <https://tecmeca nico.blogspot.com/2011/09/leitura-de-micrometro.html>. Acesso em: 29/08/2018. [ 3 ] WIKIPÉDIA/Micrômetro (instrumento) – 2018. Disponível em: <https://pt.wikipedi a.org/wiki/Micr%C3%B3metro_(instrumento)> Acesso em: 29/08/2018. [ 4 ] STARRETT/ Micrômetro, criado há mais de um século, mantém sua utilidade nos dias atuais – 2010. Disponível em: < http://www.starrett.com.br/imprensa/nov2010/Micr ometro-serie-444-Starrett.pdf> Acesso em: 29/08/2018. [ 5 ] INDUSTRIAHOJE/O que é um micrômetro? – 2013. Disponível em: < https://www. industriahoje.com.br/o-que-e-um-micrometro> Acesso em: 29/08/2018. Imagem 1: Disponível em: <https://www.industriahoje.com.br/o-que-e-um-micrometro> Acesso em: 29/08/2018. 10
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