Trabalho de micrometro

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MICRÔMETRO
Universidade Estácio de Sá
Curso de Engenharia
Física Teórica Experimental I
Turma: 3121
 
Alunos:
Rodrigo Costa Freitas: 201502524651
Alim Silva Neto: 201602814643	
Matheus Lucchesi Moura: 201602311439
Diego Barros Moraes: 201601146388
Introdução Teórica
A necessidade de técnicas de medidas cada vez mais extas e concisas fez com que o ser humano sempre estivesse em busca de novos meios, de novos métodos e novos instrumentos de medição.
O micrômetro é um dos instrumentos de medições criado com esta finalidade, de aprimorar e chegar cada vez mais perto do que se entende por exatidão.
O micrômetro, também conhecido como Palmer (homenagem ao seu inventor Jean Louis Palmer), é basicamente composto de esperas, um parafuso micrométrico, um tambor e uma catraca.
Figura 1 – Micrômetro.
O princípio de funcionamento do micrômetro assemelha-se ao do sistema parafuso e porca. Assim, há uma porca fixa e um parafuso móvel que provocam um descolamento possibilitando o encaixe de vários objetos para sua medição.
O micrômetro permite uma medição de maior precisão do que um paquímetro, por exemplo, podendo possuir precisões de 0,01 milímetros até 0,001 milímetros.
Bastante usado em laboratórios e oficinas, é um instrumento de altíssima performance quanto à exatidão de medidas.
Existem vários tipos de micrômetros tais como o micrômetro digital, de profundidade, de longos estribos, de contador mecânico e outros.
Por ser tão complexo quanto o paquímetro em termos de utilização, o micrômetro necessita de certos cuidados e regras para sua correta utilização e antes do aprendizado do seu manuseio é de essencial modo ter de conhecer as suas partes.
Figura 1.2 – Partes do micrômetro.
1 - Bainha, graduada em milímetros onde na sua parte superior existem as escalas inteiras e na parte inferior a escala de números intervalares (quebrados);
2 - Esperas, onde se encaixa o objeto a ser medido;
3 - Espera Fixa, serve como apoio ao objeto a ser medido;
4 - Espera Móvel, se move de acordo com o giro do parafuso micrométrico;
5 - Estribo ou Arco, peça curva de sustentação;
6 - Escritura do passo do micrômetro e sua precisão;
7 - Trava ou Fixador, trava o parafuso micrométrico durante a leitura;
8 - Parafuso micrométrico, peça móvel que gira em torno de seu eixo horizontal movimentando a Espera Móvel para o encaixe ao objeto a ser medido;
9 - Catraca, também comanda a espera móvel fazendo o ultimo ajuste ao objeto de modo suave e correto para evitar erros de medição;
10 - Tambor ou Nônio constituído de escalas divididas de acordo com a precisão do micrômetro.
Após conhecermos as partes do micrômetro iremos entender sua mecânica de funcionamento, ou seja, suas características, meios de utilização e os possíveis erros que o micrômetro poderá estar sujeito.
O micrômetro apresenta três características fundamentais;
1 - capacidade; 2 - resolução; 3 - aplicação.
A Capacidade do micrômetro normalmente é de 25 mm, variando o tamanho do arco de 25 em 25 mm e podem chegar até 2000 mm. Geralmente a capacidade do micrômetro vem indicada juntamente com sua resolução ou precisão na parte inferior do estribo ou arco.
A Resolução do micrômetro é a sua precisão, podem variar de 0,01 mm até 0,001 mm, essa escala está representada na extremidade esquerda do tambor e sua leitura é feita na horizontal enquanto a leitura da outra escala, ou seja, a da bainha é feita na vertical.
Para o cálculo da resolução do micrômetro são precisos conhecimentos valiosos sobre o Passo e o Número de divisões do tambor.
O Passo é o deslocamento que o Tambor percorre quando se completa uma volta inteira sobre seu eixo horizontal, por exemplo, coincidindo o zero do Tambor com o zero da bainha e girando o Tambor até que seu zero coincida novamente com a linha horizontal da bainha percebemos uma deslocação do Tambor em relação a Bainha, se esse deslocamento na Bainha for de 0,5mm o Passo desse micrômetro será 0,5mm se for outra medida, esta será a medida do seu Passo.
Figura 1.3 - Passo do micrômetro.
O número de divisões do Tambor sempre vem explicito no próprio Tambor. Sendo assim a Resolução de um micrômetro é dada pela divisão do seu Passo pelo número de divisões do Tambor;
Precisão do Micrômetro = Nº do Passo / Nº de divisões do Tambor.
A aplicação das técnicas de medidas é feita da seguinte forma:
1 - Zere o micrometro fazendo com que a linha horizontal e o zero da Bainha se coincidam com a linha e o zero do Tambor;
2 - Encoste na Espera Fixa o objeto a ser medido;
3 - Gire o Tambor até a Espera Móvel ficar bem próxima do objeto;
4 - Após gire a Catraca até a Espera fixa encostar levemente no objeto e pare de girar a catraca quando ouvir um pequeno estralo da Catraca;
5 - Leia na escala superior da Bainha a quantidade inteira da medida a partir do extremo direito do Tambor;
6 – Verifique, na escala inferior da Bainha, se existe meio milímetro a somar com a primeira medida inteira;
7 - Leia no tambor, a partir da linha horizontal da Bainha a fração em que a linha horizontal da Bainha fica em relação aos intervalos do Tambor, depois multiplique o Número da divisão do Tambor pela sua resolução e some mais os valores anteriormente encontrados, em caso de não coincidência, ou seja, a linha horizontal da Bainha ficar entre um intervalo e outro do Tambor, utilize o valor da menor fração;
Vejamos alguns exemplos de leituras:
Figura 1.4 - Leitura micrômetro 1.
Na escala superior da Bainha contamos 17 mm que corresponde ao valor inteiro, na escala inferior da Bainha verificamos que existe entre o 17mm e o extremo esquerdo do Tambor um valor de 0,50 mm e no Tambor verificamos que o traço horizontal da Bainha coincide extamente com o traço da divisão 32 do Tambor, logo, a medida da fração será 32 * 0,01 mm = 32 mm.
Somando as três medidas obteremos a medida total do objeto.
Abaixo seguem alguns dos meios que podemos utilizar o micrômetro:
	
Figura 1.5 - Medindo com o micrômetro.
Apesar de ser um instrumento tão específico o micrômetro ainda está sujeito a erros tais como:
1. A paralaxe que ocorre quando o ângulo de visão do observador com os traços das escalas do micrômetro não são corretos, isto induz a leitura incorreta de valores.
2. A pressão de medição que ocorre quando a pressão que é exercida pelo operador sobre o objeto estudado ou o tambor do micrômetro provoca o deslocamento do objeto entre as esperas e o estribo do micrômetro alterando assim as medidas.
3. E as imperfeições geométricas do objeto que juntamente com a pequena dilatação sofrida pelo estribo ao contato com a mão do medidor ou o meio que os cercam que dificultam a máxima clareza na leitura do micrômetro.
Objetivos
· Familiarização com o uso do instrumento de medição conhecido como micrômetro;
· Aprendizagem das técnicas de manejo e de leitura de medidas do micrômetro;
· Conhecer os vários métodos de utilização do micrômetro;
· Aplicar os conhecimentos adquiridos com o micrômetro para o cálculo de diâmetros, volumes e espessuras.
Material Utilizado
1. Micrômetro;
2. Esfera de aço
3. Esfera de vidro		
4. Tarugo fino
5. Tarugo grosso
6. Paralelogramo
7. Peça cônica
Procedimento Experimental
1º EXPERIMENTO: CÁLCULO DO VOLUME DA ESFERA DE VIDRO.
	MEDIDAS UTILIZADAS (ESFERA DE VIDRO)
	1º MEDIDA
	18,24 mm
	MÉDIA DAS TRÊS MEDIDAS = 18,30 mm
	2°MEDIDA
	18,28 mm
	
	3°MEDIDA
	18,39 mm
	
V= 4/3*(PI)*R^3
V= 4/3*(PI)*9,15^3
V= 4/3*(PI)*766,06
V= 4/3*2.406,65 - V= 3.208,86 mm^3  0,00000320886 m^3 3,20886*10^-6 m^3
2º EXPERIMENTO: CÁLCULO DO VOLUME DA ESFERA DE AÇO.
	MEDIDAS UTILIZADAS (ESFERA DE AÇO)
	DIÂMETRO
	18 mm
V= 4/3*(PI)*R^3
V= 4/3*(PI)*9^3
V= 4/3*(PI)*729^3
V= 4/3*2.290,22 - V= 3.053,62 mm^3  0,00000305362 m^3 3,05362*10^-6 m^3
3º EXPERIMENTO: CÁLCULO DO VOLUME DO TARUGO FINO.
	MEDIDAS UTILIZADAS (TARUGO FINO)
	DIÂMETRO EXTERNO
	33,9 mm
	ALTURA
	3,2 mm
	DIÂMETRO DO FURO
	2,7 mm
	ALTURA DO FURO
	3,2 mm
· CÁLCULO DO VOLUME EXTERNO:
V= A*h
V= 902,59*3,2
V= 2.888,28 mm^3
· CÁLCULO DO VOLUME DO FURO:
V= A*h
V= 5,72*3,2
V= 18,32 mm^3
Vtotal= Vex – Vin
Vtotal=2.888,28 – 18,32
Vtotal= 2.869,96 mm^3  0,00000286996 m^3 2,86996*10^-6 m^3
4º EXPERIMENTO: CÁLCULO DO VOLUME DO TARUGO GROSSO.
	MEDIDAS UTILIZADAS (TARUGO GROSSO)
	DIÂMETRO EXTERNO
	34,1 mm
	ALTURA EXTERNA
	6,4 mm
	DIÂMETRO DO FURO 1
	3,2 mm
	ALTURA DO FURO 1
	6,4 mm
	DIÂMETRO FURO 2(ROSCA)
	4,3 mm
	PROFUNDIDADE FURO(ROSCA)
	1,9 mm
· CÁLCULO DO VOLUME EXTERNO:
V= A*h
V= 913,26*6,4
V= 5.844,86 mm^3
· CÁLCULO DO VOLUME (FURO 1):
V= A*h
V= 8,042*6,4
V= 51,46 mm^3
· CÁLCULO DO VOLUME DO FURO 2(ROSCA):
V= A*h
V= 6,75*1,9
 V= 12,82 mm^3
· CÁLCULO DO VOLUME TOTAL DA PEÇA:
Vtotal= Vex - Vin1 – Vin2
Vtotal= 5.844,86 – 51,46 – 12,82
Vtotal= 5.780,58 mm^3  0,00000578058^3  5,78058*10^-6 m^3
5º EXPERIMENTO: CÁLCULO DO VOLUME DO PARALELOGRAMO:
	MEDIDAS UTILIZADAS (PARALELOGRAMO)
	LARGURA
	12,29 mm
	ALTURA
	11,40 mm
	PROFUNDIDADE
	11,30 mm
V= comprimento * largura * altura
V= 11,30 * 11,40 * 12,29
V= 1.583,19 mm^3  0,00000158319 m^3 1,58319*10^-6 m^3
6º EXPERIMENTO: CÁLCULO DO VOLUME DA PEÇA CÔNICA:
	MEDIDAS UTILIZADAS (PEÇA CÔNICA)
	DIÂMETRO MAIOR
	28,6 mm
	DIÂMETRO MENOR
	21,43 mm
	DIÂMETRO DOS FUROS
	6,1 mm
	ALTURA TOTAL
	34,3 mm
V= (PI)*h/3 * [R^2+R *r+r^2]
V= (PI)*34,3/3 * [(14,3)^2+14,3*10,71+(10,71)^2]
V= (PI)*34,3/3 * [204,49+14,3*10,71+114,70]
V= (PI)*34,3/3 * [27.438,45]
V= 107,756/3 * [27.438,45]
V= 985.558,28 mm^3
· CÁLCULO DO VOLUME DOS FUROS:
V= A*h
V= 29,22*34,3
V= 1.002,24 mm^3 (x2)
· CÁLCULO DO VOLUME TOTAL DA PEÇA:
V= Vex – Vin1-Vin2
V= 985.558,28 – 2.004,48
V= 983.553,8 mm^3  0,0009835538 m^3  9,835538*10^-4 m^3
Questionário
1ª) Qual o instrumento de maior precisão: o paquímetro utilizado na Prática 1 ou o micrômetro desta prática? Justifique.
O Micrômetro, pois apresenta maior precisão em relação ao paquímetro utilizado na prática anterior. O paquímetro apresentava precisão de 0,05mm e o micrômetro utilizado nesta prática apresentava uma precisão de 0,01mm, ou seja, o risco de um erro mais representativo é maior no paquímetro. Além disso, qualquer erro no paquímetro esta em uma escala de 0,05mm para mais ou para menos e no micrometro esta margem é bem menor, que é de 0,01mm para mais ou para menos, por isso o micrômetro apresenta maior precisão.
2ª) Indique algum outro método que também permita determinar o volume da esfera.
Poderíamos fazer um simples experimento como, por exemplo, encher um recipiente com volume conhecido (não totalmente) com água e logo após mergulhar a esfera neste recipiente e marcar o tamanho da coluna de água que aumentou em relação à marca da coluna de água inicial. A variação entre as marcas do Volume da coluna de água final com a esfera menos o Volume da coluna de água inicial sem a esfera representaria o volume da esfera imersa no recipiente.
3ª) De um modo geral ao medir com o micrômetro, quais as causas mais prováveis de erro?
Existem várias causas de erros na leitura com o micrômetro tais quais os principais são: A paralaxe que ocorre quando o ângulo de visão do observador com os traços das escalas do micrômetro não são corretos, isto induz a leitura incorreta de valores. A pressão de medição que ocorre quando a pressão que é exercida pelo operador sobre o objeto estudado ou o tambor do micrômetro provoca o deslocamento do objeto entre as esperas e o estribo do micrômetro alterando assim as medidas. E as imperfeições geométricas do objeto que juntamente com a pequena dilatação sofrida pelo estribo ao contato com a mão do medidor ou o meio que os cercam que dificultam a máxima clareza na leitura do micrômetro.
Conclusão
Após esta prática observamos que o uso do micrômetro é muito viável para medidas de altas precisões. Aprendemos a correta utilização do instrumento, a partir do conhecimento de suas partes e utilidades.
Aprendemos também as técnicas para a definição de precisões ou resoluções dos instrumentos e a técnica de leitura do micrômetro, além de diversos termos que estão intimamente ligados ao seu uso.
Percebemos que saber a precisão do instrumento, as utilizações e movimentos dos aparatos do instrumento e a correta utilização das técnicas de manuseio e de leitura do micrômetro é de suma importância para o melhor funcionamento do instrumento.
Ao serem feitas as medidas vimos também que alguns erros de medição podem ser verificados devido à variabilidade nas medidas e que alguns erros estão relacionados ao ser humano como a paralaxe e a pressão de medição e outros ligados aos objetos e fenômenos térmicos.
Vimos também que o micrômetro possui várias e diferenciados modos de utilização e que sua precisão é fantástica comparada a de outros instrumentos como o paquímetro, visto que utilizamos o micrômetro para a medição da espessura de um fio de cabelo.
Bibliografia
· DIAS, N. L. Roteiro de aulas Práticas de Física. Fortaleza: UFC, 2012.
· http://www.wikipedia.com - micrômetros - Wikipédia, a enciclopédia livre.
08/04/2012.
· http://www.google.com.br - micrometros - Google, site de buscas.
08/04/2012.
· http://www.ebah.com.br - A rede social para o compartilhamento acadêmico.
08/04/2012.
· http://www.feng.pucrs.br - Práticas de Oficinas – Micrômetro.
08/04/2012.