Roteiro Experiência Medidas Físicas

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Experiência: Medidas Físicas 
 
Objetivo 
 
 Familiarização com instrumentos de medida tais como régua, paquímetro e micrômetro. Uso da 
Teoria de Erros para análise dos dados experimentais. 
 
Introdução 
 
 A Física é uma ciência empírica. Tudo que sabemos a respeito do mundo físico e dos princípios 
que governam o seu comportamento é proveniente de observações de fenômenos da Natureza. A 
validade de qualquer teoria física está baseada na concordância com os resultados obtidos 
experimentalmente. Qualquer número ou conjunto de números usados para descrever quantitativamente 
um fenômeno físico é chamado grandeza física. 
 O valor numérico de uma grandeza física é determinado experimentalmente por um conjunto de 
medidas. Toda medida tem uma incerteza intrínseca que depende do aparelho utilizado, das condições 
ambientais e do operador. 
 O valor de uma determinada grandeza física é, portanto, expresso através da quantidade que a 
caracteriza acompanhada da incerteza ou margem de confiança a ele associada. 
 A Teoria de Erros é usada para analisar, calcular e expressar este valor. 
 
Procedimento Experimental 
 
1ª parte: Instrumentos de Medida e suas Incertezas. 
 
• Meça a altura e o diâmetro do cilindro apresentado na Figura 1. Para tanto use os seguintes 
instrumentos: régua, paquímetros digital e analógico e micrômetros digital e analógico. 
• Para cada medida de altura e diâmetro efetuada com os diferentes equipamentos, calcule o 
volume correspondente (V=
π∙∅2
4
⋅ ℎ). Use para o cálculo da incerteza do volume a Teoria de 
Propagação de Erros. Coloque todos os resultados na Tabela 1. 
 
2 
 
 h
 
Figura 1: Cilindro de altura h e diâmetro . 
 
Tabela 1: Resultados das medidas do diâmetro e da altura de um cilindro, efetuadas com 
diferentes equipamentos e cálculos dos volumes correspondentes. 
 
 RESULTADOS SÓ ALGARISMOS 
SIGNIFICATIVOS 
Instrumento hh ( )  ( ) VV( ) VV( ) 
régua 
paquímetro analógico 
micrômetro analógico 
paquímetro digital 
micrômetro digital 
• Faça o cálculo do Volume do Cilindro de Latão com as medidas obtidas com cada uma dos cinco 
instrumentos de medição utilizados 
• Utilize a propagação das incertezas da altura e do diâmetro para calcular a incerteza do Volume 
do Cilindro de Latão para cada um dos instrumentos. 
• Preencha a tabela 2 colocando a quantidade de algarismos significativos, duvidosos e corretos 
encontrados para cada instrumento. 
 
 
3 
m = (  ) g 
 
Tabela 2: Algarismos significativos, duvidosos e corretos das medidas feitas com diferentes 
equipamentos. 
instrumento algarismos 
significativos 
algarismos 
 duvidosos 
algarismos 
 corretos 
régua 
paquímetro analógico 
micrômetro analógico 
paquímetro digital 
micrômetro digital 
 
• Mude as unidades dos volumes encontrados na Tabela 1 para o SI e complete a Tabela 3. 
 
Tabela 3: Resultados dos cálculos do volume do cilindro, a partir de medidas realizadas com 
diferentes equipamentos, no Sistema Internacional de Unidades. 
Instrumento VV( ) 
régua 
paquímetro analógico 
micrômetro analógico 
paquímetro digital 
micrômetro digital 
 
 
2ª parte: Medidas com Dispersões 
 
• Usando a balança analógica, meça a massa de um prisma triangular de madeira. 
 
 
• Com um paquímetro analógico meça a base (b), a altura (h) e o comprimento (⚫) do prisma e 
complete a Tabela 4. Faça 5 medidas da base, da altura e do comprimento. Como o prisma não 
tem um formato regular, utilize pontos diferentes do mesmo para efetuar as medidas. 
 
4 
V = ( ± ) m3 
 = (  ) kg/m3 
 
 
 b
 h
 
Figura 2: Prisma triangular de madeira de base (b), altura (h) e comprimento () 
 
• Calcule os desvios padrão da base, da altura e do comprimento. 
 
Tabela 4: Medidas da base, da altura e do lado de um prisma triangular efetuadas com 
 paquímetro analógico. 
 b ( ) h ( ) 𝒍( ) 
1 
2 
3 
4 
5 
 
• Calcule o volume (V) e a densidade () do prisma usando as equações: 
 
 
V
bh
=
2

 ( 1 ) 𝜌 =
𝑚
𝑉
 ( 2 ) 
 
• Calcule as incertezas de V e  usando a Teoria de Propagação dos Erros. 
 
 
 
 
 
• Sabendo que a densidade da madeira é  = (0,65  0,03) g/cm3 (valor teórico), calcule o erro 
percentual entre este valor e o seu resultado experimental. 
 
5 
 E% = .................... 
 
100
icovalor teór
alexperimentvalorteóricovalor
%
−
=E
 
 
 
 
Questões 
 
1. Ao efetuar as medidas do cilindro metálico (tabela 1), qual dos cinco instrumentos utilizados 
proporcionou um resultado mais preciso? Por quê? 
2. Quando os resultados dos cálculos do volume do cilindro foram transformados para o SI (tabela 
3), a quantidade de algarismos significativos mudou? 
3. Em que circunstâncias deve-se utilizar a incerteza de um instrumento? Quando deve ser utilizado 
o desvio padrão como incerteza da medida? 
4. Quando é empregada a Teoria de Propagação dos Erros na determinação da incerteza do 
resultado final? 
 
Conclusão