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UNIVERSIDADE FEDERAL DO TRIÂNGULO MINEIRO INSTITUTO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS E EXATAS DEPARTAMENTO DE FÍSICA APLICADA DISCENTES: ARTHUR HENRIQUE VERBE DA SILVA BRUNO HENRIQUE JANUÁRIO SANTOS DANIELLE LÚCIA COUTINHO BORGES DA CUNHA DAVI AUGUSTO BAIO MURILO BICHUETTE NASSIF MÉTODO DOS MÍNIMOS QUADRADOS E MÉTODO GRÁFICO NO MRUV PROF. DRA. ARIANA DE CAMPOS DISCIPLINA DE LABORATÓRIO DE FÍSICA UBERABA-MG OUTUBRO, 2019 1. OBJETIVOS Determinar a aceleração e sua incerteza no Movimento Retilíneo Uniformemente Variado (MRUV), por meio do método dos mínimos quadrados e do método gráfico, comparando os dois métodos. 2. RESULTADOS E DISCUSSÃO Foram coletados, em laboratório, os dados apresentados na Tabela 1, onde também estão expressos os cálculos da média, desvio padrão e incerteza de cada tempo t dos cinco sensores. Na tabela, x representa as posições dos cinco sensores com uma incerteza instrumental ∆x = 0,05, t representa os tempos medidos com um cronômetro, oito vezes para cada sensor, t possui uma incerteza instrumental de 5% da medida. x(cm) 12,00 22,00 32,00 42,00 52,00 t1 (s) 0,4473 0,6138 0,7392 0,8485 0,9469 t2 (s) 0,4449 0,6111 0,7364 0,8455 0,9440 t3 (s) 0,4479 0,6140 0,7393 0,8485 0,9470 t4 (s) 0,4467 0,6131 0,7385 0,8476 0,9462 t5 (s) 0,4494 0,6155 0,7408 0,8499 0,9483 t6 (s) 0,4488 0,6148 0,7401 0,8491 0,9475 t7 (s) 0,4481 0,6144 0,7398 0,8490 0,9474 t8 (s) 0,4473 0,6137 0,7392 0,8484 0,9469 t̅ (s) 0,4476 0,6138 0,7392 0,8483 0,9468 σ 0,00148 0,0013136 0,0013125 0,0013152 0,0012736 σA 0,00052457 0,00046445 0,00016406 0,00046500 0,00045029 σB 0,0223792 0,03069 0,0369581 0,042415625 0,04733875 σC 0,022385347 0,030693514 0,0369584 0,042418173 0,047340891 t̅ ± ∆t (s) (0,45±0,02) (0,61±0,03) (0,74±0,04) (0,85±0,04) (0,95±0,05) Tabela 1: Dados coletados e cálculos de média, desvio padrão e incerteza de t. 2.1 MÉTODO GRÁFICO log 𝑡 = log A + n log x 𝒏 = 𝐥𝐨𝐠 𝒚𝟐 − 𝐥𝐨𝐠 𝒚𝟏 𝐥𝐨𝐠 𝒙𝟐 − 𝐥𝐨𝐠 𝒙𝟏 𝒏 = 𝐥𝐨𝐠 𝟎, 𝟗𝟒𝟔𝟖 − 𝐥𝐨𝐠 𝟎, 𝟒𝟒𝟕𝟔 𝐥𝐨𝐠 𝟓𝟐 − 𝐥𝐨𝐠 𝟏𝟐 𝒏 =0,5109 𝑨 = �̅� �̅�𝒏 𝑨 =0,126371 Determinando aceleração �̅� = 2 𝐴 1 𝑛 �̅� = 122,02 𝑐𝑚/𝑠2 Propagação de erros ∆�̅� = �̅�√( ∆𝑥 𝑥 ) 2 + ( 2∆𝑡 𝑡 ) 2 ∆�̅� =12,20 𝑐𝑚/𝑠2 �̅� = (122 ± 12) 𝑐𝑚/𝑠2 Medidas X0,5109 (cm) t (s) ∆t (s) 1 3,559944221 0,44755 0,022385347 2 4,832603347 0,6138 0,030693514 3 5,849476332 0,739163 0,0369584 4 6,719046707 0,848313 0,042418173 5 7,491707788 0,946775 0,047340891 Médias 5,690555679 0,7191202 0,035959 ∆�̅�𝑛 = 0,004691 2.2 MÉTODO DOS MÍNIMOS QUADRADOS Tabela 3 - Método dos Mínimos Quadrados para o n Medidas log x (cm) log t (s) (logxi - logx̅).logti (log xi − logx̅) 2 (log ti – n.log xi − b) 2 1 1,0792 -0,3491 0,130592 0,139891007 1,03433.10-6 2 1,3424 -0,2120 0,023482 0,012271904 4,01714.10-6 3 1,5051 -0,1312 -0,006819 0,002698664 4,77489.10-8 4 1,6232 -0,0715 -0,012149 0,028916316 3,51941.10-7 5 1,7160 -0,0237 -0,006242 0,06906491 3,08005.10-8 Médias 1,453201 -0,15752 ∑ = 0,128864 n = 0,509661 ∆n = 0,002688 ∑ = 0,252842802 ∑ = 5,48196.10-6 b = -0,898158547 Na tabela a seguir é encontrado o coeficiente angular, com base no n que foi obtido na tabela anterior. Tabela 4 - Método dos Mínimos Quadrados para o A Medidas X0,509661(cm) t̅ (s) (xi.ti) (xi)2 (ti-A.xi)2 1 3,548274 0,4476 1,588029949 12,59024712 0,200301 2 4,832603 0,6138 2,966251935 23,35405511 0,37675044 3 5,849476 0,7392 4,323716474 34,21637336 0,54636194 4 6,719047 0,8483 5,699854669 45,14558865 0,71963495 5 7,491708 0,9468 7,092961641 56,12568558 0,8963829 Médias 5,688222 0,71914 ∑ = 21,67081467 ∑= 171,4319498 ∑= 2,73943123 A= 0,126410594 ∆A= 0,06320542 Com os valores do gráfico do coeficiente angular e de n conseguimos calcular a aceleração isolando-a na equação: �̅� = 2 𝐴 1 𝑛 �̅� = 115,72 cm/s2 Para calcular a propagação de erro, utiliza-se a fórmula: ∆�̅� = �̅�√( ∆𝐴 𝑛𝐴 ) 2 + ( ln 𝐴 𝑛2 ) (∆𝑛)2 ∆�̅� = 113,55 �̅� = (115 ± 113)𝑐𝑚/𝑠2 3. CONCLUSÃO Foram determinadas a aceleração e sua incerteza no MRUV, por meio do método dos mínimos quadrados e do método gráfico, foi feita a comparação dos dois métodos.
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