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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ CENTRO DE CIÊNCIAS DEPARTAMENTO DE FÍSICA LABORATÓRIO DE FÍSICA EXPERIMENTAL PARA ENGENHARIA SEMESTRE 2021.1 PRÁTICA 1 - MICRÔMETRO ALUNO: Marcos Leontino Magalhães Nunes MATRÍCULA: 515149 CURSO: Engenharia de Produção Mecânica TURMA: T21 PROFESSOR: Luciano Vieira de Aguiar 2 SUMÁRIO OBJETIVOS ...................................................................................................................... 03 MATERIAL ....................................................................................................................... 03 FUNDAMENTOS TEÓRICOS ......................................................................................... 03 PROCEDIMENTO ............................................................................................................ 06 QUESTIONÁRIO .............................................................................................................. 07 CONCLUSÃO ................................................................................................................... 10 REFERÊNCIAS .................................................................................................................. 11 3 OBJETIVOS O presente trabalho tem por finalidade o conhecimento da metodologia de um instrumento de medida com alta exatidão chamado Micrômetro, bem como, habituar-se com as mais diversas técnicas de uso e leitura do mesmo. MATERIAL Foram disponibilizados alguns links de vídeos e plataformas online para realização dos procedimentos acerca do micrômetro. Resumidamente cada link será descrito abaixo: Siga o link para uma videoaula sobre as devidas partes de um micrômetro e os diversos tipos e usos do mesmo. Telecurso 2000 metrologia 08 micrômetro, disponível em:< https://www.youtube.com/watch?v=BdHXTAGtuYc >. Acesso em: 13, maio e 2021. Para uma videoaula a respeito da leitura de um micrômetro siga o link: Telecurso 2000 Metrologia 09 Leitura no sistema métrico, disponível em:< https://www.youtube .com/watch?v=wsnC8bj9jYg ou https://www.youtube.com/watch?v=RmvOsQFN738>. Acesso em: 13, maio e 2021. Para uma videoaula sobre o procedimento de zerarem de um micrômetro siga o link: Como zerar e usar corretamente seu micrômetro, disponível em: < https://www.youtube .com/watch?v=wsnC8bj9jYg >. Acesso em: 18, maio e 2021. Para uma simulação básica do micrômetro liga o link da página disponível em: < https: //www.vascak.cz/data/android/physicsatschool/template.php?s=mech_mikrometr&l=pt>. Acesso em: 14, maio e 2021. Para exercitar resoluções do micrômetro virtualmente em um simulador semelhante aos usados em laboratórios de metrologia siga o link da página disponível em: https://www.stefa nelli.eng.br/micrometro-virtual-milimetro-centesimal-simulador/ >. Acesso em: 15, maio e 2021. E por fim, para realização do procedimento da prática siga o link da página da autoavaliação disponível em: < https://www.stefanelli.eng.br/micrometro-milimetro- centesimal-autoavaliacao/ >. Acesso em: 13, maio e 2021. FUNDAMENTOS TEÓRICOS Em um mundo onde vemos e aprendemos a medir com instrumentos básicos, o micrômetro, também conhecido como Palmer, em homenagem ao seu criador, Jean Louis Palmer, é um instrumento de medida com uma alta exatidão, que apesar de medir na ordem de milésimo de milímetro é um instrumento com o princípio de funcionamento simples. Tal funcionamento se dar por meio de um parafuso e uma porca de precisão, onde o princípio de https://www.youtube/ https://www/ 4 Fonte: link da imagem de ilustração: https://www.industriahoje.com.br/wp-content/uploads/2 013/06/ partes-micrometro-.jpg. Acesso em: 15, maio de 2021 𝑆 = 1. p n movimentação é basicamente o deslocamento axial do parafuso móvel sobre uma porca fixa que se desloca com resolução igual ao seu passo. Com o avanço da tecnologia os instrumentos de medidas também avançaram, e com ela os mais diversos tipos de dispositivos de medidas para as mais variadas aplicações do mercado. No que desrespeita a resolução, o paquímetro é menos preciso que o micrômetro, bem como seu percentual de erro. O micrômetro possui um grau de resolução na ordem de milésimo de milímetro (0,01 a 0,001mm), pela mesma razão, os micrômetros mais convencionais e comuns permitem a leitura de até 0,01 mm, do mesmo modo que existe micrômetros com uma alta precisão de medida podendo chegar a 0,001 mm. Esses valores de resoluções citados ocorrem por meio da formula: Logo, (S) é a resolução, ou seja, o menor valor que o instrumento pode medir, (n) o número de divisões da escala e (p) o passo do parafuso de precisão micrométrico. Dessa maneira, cada volta no tambor move-se, tanto para o sentido horário, quanto para o anti-horário, o valor do passo do parafuso micrométrico, que nos casos mais comuns é 0,5mm, e um tambor com 50 divisões, gerando assim, uma resolução de 0,01 mm A imagem do micrômetro a seguir demonstra os principais componentes do instrumento do tipo mais convencional. Fonte: Imagens do site: https://www.cursosguru.com.br/descubra-o-que-sao-micrometros-e- como-usa-los/. Acesso em: 14, maio de 2021 Micrômetro externo https://www.industriahoje.com.br/wp-content/uploads/2 5 Apesar de existirem diversos tipos de aplicações, o micrômetro externo é o mais convencional, sua composição, em um todo, se dar por várias partes listas abaixo com suas respectivas funções; Trava: Permite que a medida não saia do lugar, bem como o objeto medido não deslize do instrumento. Isolamento térmico: Evita a dilatação térmica do instrumento ao colocar as mãos no instrumento. Arco: É a estrutura de aço do instrumento Batente: É a parte fixa que assegura o objeto pela esquerda. Faces de medição: Faces de aço do instrumento que tocam a peça. Encosto móvel: Parte móvel que se desloca axialmente para segurar o objeto pela direita. Tambor graduado: Parte que se liga a escala fixa por meio de giros. Catraca: Evita pressões de medidas exorbitante, que possam danificar a peça prevenindo erros de medidas. Escala fixa: Parte onde encontra-se as escalas de meio milímetros e inteiros. Bainha: Escala fixa do micrômetro. Levando em consideração que muitos acreditam na dificuldade de leitura e utilização do micrômetro; abaixo os passos para diminuir a probabilidade de erros de medidas; Passo 1: Zeragem do micrometro é parte fundamental de todo início de trabalho, caso as escalas não estejam se coincidido com o zero, será preciso usar a chave de ajuste. Passo 2: Limpe o objeto a ser medido antes de posiciona-lo. Passo 2: Posicione a peça a ser medida entre as partes das faces moveis de modo que fique bem alinhada. Passo 3: Utilize a catraca para finalizar suavemente o toque de medida das faces moveis do instrumento. Passo 4: Posicione-se de maneira a sua visão esteja reta, para não ter um desvio optico quando ler as escalas do instrumento. Passo 5: E por fim, fazer a leitura e a soma dos três resultados obtidos nas escalas. 6 PROCEDIMENTO Os dados aqui descritos foram realizados através do link de uma plataforma online chamada de “Autoavaliação micrômetro em milímetro centesimal” disponível nos materiais desse relatório. Por meio desse link de autoavaliação, uma espécie de simulador de Micrômetro de várias resoluções, foi pedido os seguintes passos: 1. Faça uma série de 8 (oito) leituras e anote na TabelaDesse modo, foram recolhidas 8 leituras por meio da plataforma de simulação e sequenciadas na tabela com as devidas leituras. Além disso, vale ressaltar que o intervalo de leitura do micrômetro descrito na tabela é a capacidade de medição do instrumento, ou seja, a soma com a leitura do parafuso micrométrico obtém a leitura final. 2. Faça um printe da tela da primeira leitura, mostrando que se trata da primeira leitura e do primeiro acerto. Número Intervalo de leitura do micrômetro (mm) Leitura do parafuso micrométrico (mm) Leitura Final (mm) 1 0 - 25 14,18 14,18 2 0 - 25 11,90 11,90 3 0 - 25 10,01 10,01 4 0 - 25 4,09 4,09 5 100 - 125 24,23 124,23 6 175 - 200 17,83 192,83 7 175 - 200 12,12 187,12 8 0 - 25 18,88 18,88 Print da tela mostrando a primeira simulação com a data e hora. 7 Fonte: figura gerada na página: https://www.stefanelli.eng.br/micrometro-virtual-milimetro- centesimal-simulador/. Acesso em 15/05/2021 De acordo com o precedimento, data e hora (13/05/2021-19:35) do acesso e da realização da prática confome o print da primiera leitura. 3. Faça também um print da última leitura mostrando o número de acertos erros. Desta forma saberemos qual a sua sequência de valores. Confome demostrado na imagem do printe da ultima leitura, os erros e acertos desse procedimento, como também, data e hora ( 13/05/2021 – 19:39) do mesmo. QUESTIONÁRIO 1. Faça as leituras das medidas dos micrômetros (sensibilidade 0,01mm) ilustrados abaixo: Arredonda-se o algarismo duvidoso = 1,709 Leitura 1: 1,71 mm 1 + 0,50 + 0,21 = 1,71 Print da tela mostrando a última simulação com a data e hora. https://www.stefanelli.eng.br/micrometro-virtual-milimetro-centesimal-simulador/ https://www.stefanelli.eng.br/micrometro-virtual-milimetro-centesimal-simulador/ 8 A leitura inadequada e o manuseio do instrumento são uma das principais causas de erro quando se trabalha com um equipamento de alta exatidão. Outros fatores como a calibragem e pressão inadequada origina-se também uma medição imprópria. O primeiro cuidado ao começar a utilizar o micrômetro é a zeragem, que é basicamente a coincidência do traço de referência da bainha, com a coincidência do zero do tambor, caso contrário, utilize a chave de ajuste para reajustar a zeragem. Nesse caso, um descuido que pode levar a uma medição errada na ordem de 0,06mm. Portanto, temos que; (medida sem a zeragem do instrumento) - (medida descabida) Fonte: figura gerada na página: https://www.stefanelli.eng.br/micrometro-virtual-milimetro- centesimal-simulador/. Acesso em 15/05/2021 2. De um modo geral, ao medir com um micrômetro, quais as causas mais prováveis de erro? Resposta: 3. Determine a precisão de um micrômetro cujas características são: tambor dividido em 50 partes iguais e passo de 0,25 mm. 4. Um micrômetro não zerado indica uma leitura de 0,06 mm quando totalmente fechado. Ao fazer a medida do diâmetro de uma esfera um estudante desatento (não tendo observado que o micrômetro não estava zerado) anotou 15,32 mm. Qual a leitura correta do diâmetro da esfera? Resposta: 5. A figura a seguir indica a leitura do diâmetro de um fio de cabelo medido com o micrômetro. Qual a leitura correspondente? Observe que não faz sentido uma medida com apenas um algarismo significativo. 7 + 0,50 + 0,47 = 7,97 𝑆 = 1. p n 𝑆 = 1. (0,25 ) 50 = 0,005mm 𝐷𝑎𝑑𝑜𝑠 S: precisão do micrômetro n: número de divisões da escala p: passo do parafuso (15,32 – 0,06) = 15,26mm Leitura 2: 7,97 mm S = 0,005mm https://www.stefanelli.eng.br/micrometro-virtual-milimetro-centesimal-simulador/ https://www.stefanelli.eng.br/micrometro-virtual-milimetro-centesimal-simulador/ 9 A leitura correspondente é: 0,075mm Para medir objetos na ordem de milésimo de milímetro e como extremos critérios de exatidão, é preciso ter um coeficiente duvidoso, sendo assim, nunca posso colocar que o valor se alinha com 0,08 mm, pois o mesmo não passa da linha fixa da bainha. Portanto, colocamos mais um algarismo significativo para fazer sentido. Resposta: 6. O diâmetro de uma esfera medido com um micrômetro apresentou o valor: 4,35 mm. Calcule o volume da esfera e expresse o resultado com um número correto de algarismos significativos. Mostre os valores utilizados nos cálculos. D: 4,35 mm = 2,175mm = 43,09 𝑚𝑚3 7. Um segundo aluno, medindo a mesma esfera da questão anterior, anotou o valor 4,48 mm. Qual o erro percentual no volume da esfera que esse aluno cometerá em relação ao volume obtido com o valor 4,35 mm (considerado correto). Mostre os valores utilizados nos cálculos. D: 4,48 mm 𝑉 = 4. 𝜋. 𝑟3 3 𝑉 = 4. 𝜋. (2,175)3 3 Dados V: volume da esfera D: diâmetro da esfera r: raio da esfera 𝑟 = 𝐷 2 𝑟 = 4,35 2 V = 43,1 𝑚𝑚3 10 Comparado os dois casos, temos um percentual de 9,3% de erro em relação ao volume da esfera correta x = 9,3% = 2,24 mm = 47,07 𝑚𝑚3 V1= 43,1 𝑚𝑚3 43,1 ------------------ 100% V2= 47,1 𝑚𝑚3 47,1 ------------------ x x ≅109,3 % Resposta: . CONCLUSÃO No decorrer do presente trabalho, foi apresentado como utilizar o micrômetro externo e suas principais partes, bem como, a eliminação da probabilidade de erros existentes ao medir com a ferramenta. Aprendemos como usar a fórmula da sensibilidade (precisão), e vimos que apesar de ser um instrumento com uma complexidade e com uma grande exatidão, possuí um princípio de funcionamento simples. Com esse instrumento aprendemos também a grande importância do mesmo para realização de medidas externas e internas com a mais alta precisão e simplicidade. Nesse sentido, concluo que o micrômetro é um instrumento extremamente utilizado e importante para o mercado que estamos inseridos, tanto quanto nas mais diversas áreas de atuação, e que seu manuseio como conhecimento prévio levará a uma garantida e confiável leitura. 𝑟 = 𝐷 2 𝑟 = 4,48 2 𝑉2 = 4. 𝜋. 𝑟3 3 𝑉2 = 4. 𝜋. (2,24)3 3 V2 = 47,1 𝑚𝑚3 11 REFERÊNCIAS Você realmente sabe como usar o micrômetro?, Meetyou Carbide, 2020. Disponível em: < https://www.meetyoucarbide.com/pt/do-you-really-know-how-to-use-micrometer/>. Acesso em: 13, maio de 2021. Origem e função de um micrômetro, Blog da Loja do Profissional, 2019. Disponível em: < https://blog.lojadoprofissional.com.br/origem-e-funcao-de-um-micrometro/>. Acesso em: 16, maio e 2021. Todos os modelos de micrômetros, Starrett, 2021. Disponível em: < https://www.starrett. com.br/produtos.asp?cat=1&linha=13&subdiv=148&subdivnome=Todos-modelos-de- micr%C3%B4metros>. Acesso em: 17, maio e 2021 FIORIO, Vivian, IndústriaHoje, O que é um micrômetro?. Disponível em: < https://industriahoje.com.br/o-que-e-um-micrometro >. Acesso em: 15, maio e 2021 TELECURSO 2000, Metrologia 08 micrômetro. Telecurso 2000, YouTube, 25 jun. 2011, 15 min. Disponível em: < https://www.youtube.com/watch?v=BdHXTAGtuYc >. Acesso em: 13, maio e 2021 https://blog.lojadoprofissional.com.br/https://www.starrett/ https://industriahoje.com.br/o-que-e-um-micrometro
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