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UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS ESCOLA DE ENGENHARIA ELÉTRICA E DE COMPUTAÇÃO Av. Universitária, 1488 - Quadra 86 - Bloco A - 3º piso 74605-010 – Setor Leste Universitário - Goiânia - GO Fones: 62 3209 6070 - Fax/Fone: 62 32009 6292 Autor: Prof. Adalberto .J. Batista Página 1 de 6 Algarismos significativos, regras de arredondamento e do SI e sua aplicação à realização de cálculos A constatação, por parte do autor, de que alguns dos alunos do Curso de Graduação em Enge- nharia Elétrica da EEEC/UFG não têm dado a devida importância às regras de arredondamento numérico e às próprias regras do Sistema Internacional de Unidades (SI) motivou a preparação deste documento e sua disponibilização aos mesmos. A não utilização destas regras tem provo- cado erros em resultados, a prática de uma notação matemática e um desprezo ao SI que, na opinião do autor, são inaceitáveis para a boa formação dos alunos desta Instituição. Neste senti- do, a utilização dos conhecimentos aqui descritos será exigida aos alunos para os quais o autor ministre disciplinas. Algarismos significativos Algarismos ou dígitos significativos em um número são aqueles que podem ser considerados con- fiáveis. Logo, o número de algarismos significativos presentes no resultado de uma medição ou cálculo indica o número de dígitos que pode ser usado com confiança e, portanto, a qualidade da medição ou cálculo. Qualquer dígito entre 1 e 9 é um algarismo significativo. O zero nem sempre é um algarismo significativo, pois ele pode ser usado como parte significativa da medição ou do cál- culo ou pode ser usado somente para posicionar o ponto decimal e dar a ordem de grandeza. Na notação científica, o coeficiente deve conter todos os algarismos significativos. Em um nú- mero, o dígito menos significativo é o mais à direita e o dígito mais significativo é o mais à esquer- da. Exemplos: Número No de algarismos significativos 708 3 54,9 3 3,6 2 8,04 3 980,9 4 0,83006 5 830,06x10-3 5 0,0007 1, se os zeros são usados apenas para posicionar o ponto decimal, ou 4, se os zeros são parte significativa do número 0,7x10-3 1 20 000 1, se os zeros são usados apenas para dar a ordem de grandeza, ou 5, se os zeros são parte significativa do número 20,0x103 3, pois os zeros são incluídos com o propósito de identificar o número de algaris- mos significativos e não para definir a ordem de grandeza do número 2,700 4, pois os zeros são incluídos com o propósito de identificar o número de algaris- mos significativos e não para definir a ordem de grandeza do número UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS ESCOLA DE ENGENHARIA ELÉTRICA E DE COMPUTAÇÃO Av. Universitária, 1488 - Quadra 86 - Bloco A - 3º piso 74605-010 – Setor Leste Universitário - Goiânia - GO Fones: 62 3209 6070 - Fax/Fone: 62 32009 6292 Autor: Prof. Adalberto .J. Batista Página 2 de 6 Regras de arredondamento Quando deseja-se arredondar um número para que seja expresso com uma certa quantidade de algarismos significativos, deve-se aplicar as regras convencionais de arredondamento: Regra 1: Se o algarismo a direita do último dígito que se pretende representar for inferior a 5, mantém-se este dígito e despreza-se todos os algarismos à sua direita. Exemplos: 3,1415926535 ► 3,14 3,1415926535 ► 3,1 Regra 2: Se o algarismo a direita do último dígito que se pretende representar for maior que 5 ou, sendo igual a 5, for seguido por pelo menos um algarismo diferente de zero, adiciona-se uma uni- dade a este dígito e despreza-se todos os algarismos à sua direita. Exemplos: 3,1415926535 ► 3,1416 5,1545005 ► 3,155 Regra 3: Se o algarismo a direita do último dígito que se pretende representar for igual a 5 segui- do de zeros, então: a) adiciona-se uma unidade a este dígito se o mesmo for originalmente ímpar e despreza-se todos os algarismos à sua direita; ou b) mantém-se este dígito se o mesmo for originalmente par e despreza-se todos os algarismos à sua direita. Exemplos: 3,14150 ► 3,142 12,625 ► 12,62 Regras do SI para escrita dos nomes e símbolos das unidades Os símbolos das unidades são expressos em caracteres romanos (verticais) e, em geral, mi- núsculos. Entretanto, se o nome da unidade deriva de um nome próprio, a primeira letra do símbolo é maiúscula (e.g.: 1 A, 5 s, 3 Wb, 60 Hz , 7 Pa etc.) (exceções: Ω e L). Os nomes das unidades são expressos em minúsculo, mesmo quando derivado de nome pró- prio (e.g.: volt, tesla, ampère etc.) (exceção: grau Celsius). A pronúncia e a escrita dos nomes das unidades são feitas de acordo com os padrões da lín- gua (e.g.: quilograma (português), kilogram (inglês) etc.) (vide regras para o plural). Os símbolos das unidades permanecem invariáveis no plural (e.g.: 1 V, 2 V etc.). Deve-se manter a diferença clara entre os símbolos das grandezas, das unidades e dos prefi- xos. A importância do uso preciso de letras minúsculas e maiúsculas é mostrada nos seguintes exemplos: G para giga e g para grama K para kelvin e k para quilo N para newton e n para nano T para tera, t para tonelada e T para a grandeza tempo S para siemens e s para segundo M para mega e M para a grandeza massa P para peta, Pa para pascal e p para pico L para a grandeza comprimento e L para a unidade litro. m para mili e m para metro UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS ESCOLA DE ENGENHARIA ELÉTRICA E DE COMPUTAÇÃO Av. Universitária, 1488 - Quadra 86 - Bloco A - 3º piso 74605-010 – Setor Leste Universitário - Goiânia - GO Fones: 62 3209 6070 - Fax/Fone: 62 32009 6292 Autor: Prof. Adalberto .J. Batista Página 3 de 6 H para henry e Hz para hertz W para watt e Wb para weber Os símbolos das unidades não são seguidos por ponto, exceto no final da sentença. O produto de duas ou mais unidades pode ser indicado, por exemplo, de uma das seguintes maneiras: N.m ou Nm. Para a formação do plural dos nomes das unidades acrescenta-se a letra "s" no final dos mes- mos quando: a) são palavras simples (e.g.: ampères, farads, joules, kelvins, quilogramas, volts, webers, de- cibéis, henrys, mols, pascals, etc.); e b) são palavras compostas por multiplicação, em que os componentes podem variar indepen- dentemente um do outro (e.g.: metros quadrados, ampères-horas, newtons-metros, ohms- metros, pascals-segundos, watts-horas etc.). Para a formação do plural dos nomes das unidades não acrescenta-se a letra "s" no final dos mesmos quando: a) terminam pelas letras s, x ou z (e.g.: siemens, lux, hertz etc.); b) correspondem ao denominador de unidades compostas por divisão (e.g.: quilômetros por hora, lúmens por watt, watts por esterradiano etc.); e c) em palavras compostas, são elementos complementares de nomes de unidades e ligados a estes por hífen ou preposição (e.g.: anos-luz, elétron-volts, quilogramas-força etc.). Exemplos: 0 metro 1 metro 23 metros 0,1 grau Celsius 85 graus Celsius 1,5 quilograma 34 quilogramas 1 hertz 60 hertz 1,99 joule 8x10-4 metro 4,8 metros por segundo 60 ampères-horas 2 anos-luz 0 m 1 m 23 m 0,1 °C 85 °C 1,5 kg 34 kg 1 Hz 60 Hz 1,99 J 8x10-4 m 4,8 m/s 60 Ah 2 anos-luz Quando uma unidade derivada é constituída pela divisão de uma unidade por outra, pode-se utilizar a barra inclinada (/), o traço horizontal, ou potências negativas (e.g.: m/s ou m.s-1). Nunca repetir na mesma linha mais de uma barra inclinada, a não ser com o emprego de pa- rênteses, de modo a evitar quaisquer ambiguidades. Nos casos complexos deve-se utilizar pa- rênteses ou potências negativas. Por exemplo: m/s2 ou m.s-2, porém nunca m/s/s; m.kg/(s3.A) ou m.kg.s-3. A-1, porém nunca m.kg/s3/A ou m.kg/s3.A. Os símbolos dos prefixos são impressos em caracteres romanos (verticais) (exceção: ), sem espaçamento entre o símbolo do prefixo e o símbolo da unidade (e.g.: 5 A, porém nunca 5 A ou 5 A). O conjunto formado pelo símbolo de um prefixo ligado ao símbolo de uma unidade constitui um novo símbolo inseparável (símbolo de um múltiplo ou submúltiplo dessa unidade) que pode ser elevado a uma potência positiva ou negativa e que pode ser combinado a outros símbolos de unidades para formar os símbolos de unidades compostas. Por exemplo: 1 cm3 = (10-2 m)3 = 10-6 m3 UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS ESCOLA DE ENGENHARIA ELÉTRICA E DE COMPUTAÇÃO Av. Universitária, 1488 - Quadra 86 - Bloco A - 3º piso 74605-010 – Setor Leste Universitário - Goiânia - GO Fones: 62 3209 6070 - Fax/Fone: 62 32009 6292 Autor: Prof. Adalberto .J. Batista Página 4 de 6 1 cm-1 = (10-2 m)-1 = 102 m-1 1 µs-1 = (10-6 s)-1 = 106 s-1 1 V/cm = (1V)/(10-2 m) = 102 V/m Os prefixos compostos, formados pela justaposição de vários prefixos SI, não são admitidos (e.g.: 1 nm, porém nunca 1 mµm). Um prefixo não deve ser empregado sozinho (e.g.: 106/m3, porém nunca M/m3). Os prefixos podem coexistir num símbolo composto por multiplicação ou divisão (e.g.: kΩ.mA, kV/mm, MΩ.cm, µW/cm2 etc.). Os símbolos de uma mesma unidade podem coexistir num símbolo composto por divisão (e.g.: Ω.mm²/m, kWh/h, etc.). Observe-se que a unidade de potência reativa é var e não VAr. Assim, tem-se: kvar, Mvar etc. No caso das unidades de massa, excepcionalmente o prefixo é aplicado à grama e não ao qui- lograma, que já possui o prefixo quilo. Assim, se tem miligrama (mg) e não microquilograma (µkg); a tonelada corresponde a megagrama (Mg) e não a kiloquilograma (kkg). Outras situações: 1) Quando usar o nome ou o símbolo da unidade? O símbolo só deve ser usado após o valor da grandeza. Correto: O comprimento foi medido em metros; a medida foi de 6,1 m. Incorreto: O comprimento foi medido em m; a medida foi de 6,1 metros. 2) O nome ou o símbolo de unidades em títulos, incluindo-se seus prefixos, pode ser em maiúscu- lo? Quando for necessário, deve-se usar o nome da unidade por extenso, em vez de seu símbolo. O nome usado pode acompanhar a grafia do restante do título. Correto: ENCONTRADO PEIXE DE 200 QUILOGRAMAS. Incorreto: ENCONTRADO PEIXE DE 200 KG. 3) Pode-se começar uma frase com um símbolo ou um prefixo? Não. Deve-se escrever o nome da unidade ou o prefixo por extenso com inicial em maiúsculo. Correto: Grama é a unidade comum de pequenas massas. Incorreto: g é a unidade comum de pequenas massas. Correto: Micro é um prefixo do SI. Incorreto: μ é um prefixo do SI. 4) Como caracterizar uma grandeza em conjunto com seu valor e unidade? Não se pode modificar os nomes e símbolos SI. Quando é necessário o uso de modificadores, estes devem ser separa- dos dos símbolos ou então escritos por extenso. Correto: Uma corrente de 10 A cc ou 10 A ca. Incorreto: Uma corrente de 10 Acc ou 10 Aca. Correto: Uma corrente de 10 A eficazes ou 10 A ef. Incorreto: Uma corrente de 10 Aeficazes ou 10 Aef. 5) Como pronunciar corretamente os nomes dos múltiplos e submúltiplos das unidades? A sílaba tônica da unidade deve prevalecer. Exceções: quilômetro, decímetro, centímetro e milímetro. Nes- tes casos, a sílaba tônica recai sobre o prefixo. Correto: megametro, micrometro, nanômetro. Incorreto: megâmetro, micrômetro, nanômetro. UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS ESCOLA DE ENGENHARIA ELÉTRICA E DE COMPUTAÇÃO Av. Universitária, 1488 - Quadra 86 - Bloco A - 3º piso 74605-010 – Setor Leste Universitário - Goiânia - GO Fones: 62 3209 6070 - Fax/Fone: 62 32009 6292 Autor: Prof. Adalberto .J. Batista Página 5 de 6 Notação científica A notação científica facilita a realização de operações matemáticas que envolvem números de diversas ordens de grandeza, além de permitir a representação de tais números numa forma mais adequada em termos da quantidade de algarismos significativos. Um número escrito em notação científica apresenta a seguinte forma geral: ݉ݔ10 Sendo “m” a mantissa e “e” a ordem de grandeza. Na chamada notação científica normalizada ou padronizada a mantissa deve ser, em módulo, maior ou igual a 1 e menor que 10. Em engenharia utiliza-se, em geral, ordens de grandeza múltiplas de 3, já que os prefixos mais usuais nesta área do conhecimento são aqueles mostrados na tabela 1. Neste caso, chamado de notação de engenharia, a mantissa deve ser, em módulo, maior ou igual a 1 e menor que 1000. Assim, por exemplo, se é desejado expressar o número 0,01526435 com quatro casas de- cimais, então deve-se escrevê-lo como sendo 15,2644x10-3 e não como 1,5264x10-2 ou 152,6435x10-4. Tabela 1 – Prefixos usuais do SI. Nome Símbolo Fator giga G 109 mega M 106 quilo k 103 mili m 10-3 micro 10-6 nano n 10-9 pico p 10-12 Realizando cálculos Quando efetua-se cálculos, deve-se rejeitar algarismos não significativos a fim de evitar falsas conclusões, dado que algarismos “a mais” implicam maior exatidão do que o resultado obtido re- almente tem. Para tanto: Usa-se a regra do dígito decimal de reserva, através da qual os cálculos são feitos com um dígito extra acrescido à parcela com o menor número de algarismos significativos e o arre- dondamento é feito somente no resultado final; Usa-se as regras de arredondamento e arredonda-se todas as demais parcelas para o nú- mero correto de algarismos significativos mais um (i.e., o dígito extra); O número correto de algarismos significativos do resultado final é, se possível, igual ao me- nor número de algarismos significativos das parcelas da operação. Exemplos: Note-se nos exemplos a seguir que, ao acrescentar o dígito extra à parcela com o menor número de algarismos significativos, esta parcela passa a ter 4 algarismos significativos. Assim, todas as demais parcelas devem ter também 4 algarismos significativos para que se proceda ao cálculo. UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS ESCOLA DE ENGENHARIA ELÉTRICA E DE COMPUTAÇÃO Av. Universitária, 1488 - Quadra 86 - Bloco A - 3º piso 74605-010 – Setor Leste Universitário - Goiânia - GO Fones: 62 3209 6070 - Fax/Fone: 62 32009 6292 Autor: Prof. Adalberto .J. Batista Página 6 de 6 0,83006 + 2,700 – 1,71 + 3,1788 = 0,8301 + 2,700 – 1,710 + 3,179 = 4,9991 = 5,00 Sobre a exigência destes conhecimentos em avaliações A realização de cálculos com a utilização do dígito decimal de reserva não será exigida em avalia- ções de disciplinas ministradas pelo autor. Todavia, o aluno deverá: 1) Apresentar resultados complexos na forma polar e, quando necessário, também na forma retangular; 2) Com exceção de ângulos, que devem ser expressos com duas casas decimais, expressar todos os resultados, parciais e finais, com quatro casas decimais sem se importar com as quantidades de algarismos significativos envolvidas nas parcelas da operação, mas em- pregando todas as regras relacionadas a arredondamento, à notação de engenharia e à escrita dos nomes e símbolos das unidades do SI. Parcela com o menor número de algarismos significativos dígito extra 23419783414232308066241656 14232362516002032765806462330255160232765807332 ,,,,,, ,,,,x,,x,,,x,x,
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