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Lab. de física a 1

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UFS – UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
PAQUÍMETRO E MICRÔMETRO
ANTONIO PAULO NASCIMENTO DA SILVA
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INTRODUÇÃO
Paquímetro:
Um paquímetro (por vezes também chamado de craveira em Portugal) é um
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Micrômetro:
O micrômetro se destina a medidas de até alguns centímetros e precisão de 0,01 mm. Os
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  1. 1. UFS – UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE DEPARTAMENTO DE FÍSICA PAQUÍMETRO E MICRÔMETRO ANTONIO PAULO NASCIMENTO DA SILVA IAÇANÃ DANTAS CARDOSO NUNES LUCAS GABRIEL TEIXEIRA GOUVEIA RENAN PRACIANO IDEBURQUE LEAL SANDES VICTOR MATHEUS BARBOSA SOARES 104522 – M9 São Cristóvão – SE, 09/09/2011
  2. 2. INTRODUÇÃO Paquímetro: Um paquímetro (por vezes também chamado de craveira em Portugal) é um instrumento utilizado para medir a distância entre dois lados simetricamente opostos em um objeto. Um paquímetro pode ser tão simples como um compasso. O paquímetro é ajustado entre dois pontos, retirado do local e a medição é lida em sua régua. Vernier, ou nônio, é a escala de medição contida no cursor móvel do paquímetro, que permite uma precisão decimal de leitura através do alinhamento desta escala com uma medida da régua. Há vários tipos de paquímetro, mas as características gerais são semelhantes. Ele é utilizado para medidas de comprimento até aproximadamente 15 cm, com precisão de centésimos de centímetro (em geral). A haste deslizante, que corre no meio da régua onde a cursor está acoplado, é usada para medidas de profundidade. Há duas escalas: uma na régua (corpo) do paquímetro (que dará os centímetros e os décimos de centímetros) e outra no cursor (sob a escala da régua), que dará os centésimos de centímetros. Na escala do cursor há 10 divisões para cada 9 mm. Para se efetuar uma medida, o objeto deve ser colocado entre as esperas, a trava que segura o cursor deve ser solta e o cursor deve ser movido de encontro ao objeto até tocá-lo, mas sem apertá-lo. Ele apresenta uma precisão menor do que o micrômetro.
  3. 3. Micrômetro: O micrômetro se destina a medidas de até alguns centímetros e precisão de 0,01 mm. Os cuidados são os mesmos que devem ser tomados para se operar o paquímetro: destravar o aparelho antes (girando a rosca na extremidade do cabo) e não apertar demais o objeto a ser medido. O micrômetro funciona por um parafuso micrométrico e é muito mais preciso que o paquímetro. O funcionamento do micrômetro baseia-se no deslocamento de um parafuso micrométrico com passo de alta precisão dentro de uma rosca ajustável. A circunferência de rosca é dividida em 50 partes iguais, possibilitando leituras de 0,01mm a 0,001mm.
  4. 4. OBJETIVOS Esta experiência tem como objetivo: º Manusear, e também, aprender a utilizar, o paquímetro e o micrômetro; º A partir dos dados obtidos, utilizarem os mesmos para obtenção dos resultados experimentais e suas respectivas incertezas; º Verificar a importância de obter uma medida, através de um instrumento preciso (paquímetro e micrômetro), diferentemente de um instrumento convencional, como a régua.
  5. 5. MATERIAIS E MÉTODOS Os materiais utilizados para realização deste experimento são: º Paquímetro; º Micrômetro; º Régua; º 2 tubos cilíndricos de diâmetros e alturas diferentes (tubos PVC); º 2 esferas de diâmetros diferentes. Roteiro experimental: º Com o paquímetro, medir a altura, o diâmetro externo e o diâmetro interno de cada tubo cilíndrico. Repetir cada medida mais 4 vezes. A partir das medidas obtidas, determinar o valor médio e a incerteza total (combinada 𝜎c ) para cada dimensão medida; º Com o micrômetro, medir o diâmetro de cada esfera. Repetir cada medida mais 4 vezes. A partir das medidas, determinar o valor médio e a incerteza total para cada dimensão medida; º Com a régua, medir, apenas uma vez, as mesmas dimensões de uma das cascas cilíndricas e de uma as esferas.
  6. 6. RESULTADOS E DISCUSSÃO Ao medir o cilindro preto com o paquímetro, foram obtidas as medidas presentes na tabela 1. Tabela 1: Medições do cilindro Preto com o Paquímetro Altura Diâmetro Interno Diâmetro Externo Medida 1 4,875 2,080 2,640 Medida 2 4,785 2,100 2,625 Medida 3 4,875 2,125 2,590 Medida 4 4,880 2,115 2,605 Medida 5 4,845 2,110 2,640 Média 4,852 2,106 2,620 Desvio Padrão 0,040 0,017 2,620 σA 0,019 0,008 0,010 σB 0,005 0,005 0,005 σC 0,019 0,009 0,011 Resultado (4,852 ± 0,010) cm (1,106±0,009) cm (2,620±0,11) cm Ao medir o cilindro branco com o paquímetro, foram obtidas as medidas presentes na tabela 2. Tabela 2: Medições do cilindro Branco com o Paquímetro Altura Diâmetro Interno Diâmetro Externo Medida 1 7,270 2,050 2,645 Medida 2 7,270 2,045 2,710 Medida 3 7,290 2,045 2,450 Medida 4 7,320 2,065 2,650 Medida 5 7,285 2,040 2,650 Média 7,287 2,049 2,621 Desvio Padrão 0,020 0,010 0,099 σA 0,009 0,004 0,040 σB 0,005 0,005 0,005 σC 0,010 0,007 0,049 Resultado (7,287 ± 0,010) cm (2,049 ±0,007) cm (2,621 ± 0,049) cm
  7. 7. Ao medir as esferas (diâmetro menor e diâmetro maior), foram obtidas as medidas presentes na tabela 3. Tabela 3: Medidas das Esferas com o Micrômetro Diâmetro Menor Diâmetro Maior Medida 1 19,01 25,33 Medida 2 19,01 25,30 Medida 3 19,02 25,34 Medida 4 19,02 25,34 Medida 5 19,01 25,33 Média 19,014 25,328 Desvio Padrão 0,0055 0,0164 σA 0,002 0,007 σB 0,01 0,010 σC 1,06 E-4 0,012 Resultado (19,014 ± 0,001) mm (25,328 ± 0,012) mm Para chegar às medidas citadas a cima, deve-se fazer uso das seguintes fórmulas. º Média: 𝑥 = ∑ 𝑥𝑖𝑛 𝑖=1 𝑛 Onde: 𝑥̅ = valor médio; ∑ 𝑥𝑖𝑛 𝑖=1 = a soma dos valores das medições; n = número de medições; ° Desvio Padrão : 𝜎 = √ ∑ ( 𝑥𝑖 − 𝑥 )²𝑛 𝑖=1 𝑛 − 1 Onde:
  8. 8. 𝜎 = Desvio padrão ∑ ( 𝑥𝑖𝑛 𝑖=1 − 𝑥̅ ) ² = a soma dos valores das medições subtraídas do valor médio; n = número de medições. ° Incerteza do Tipo A (σA) 𝜎𝐴 = 𝜎 √ 𝑛 Onde: 𝜎 = desvio padrão; n = números de medições. ° Incerteza do Tipo B (σB) Foram obtidas através das incertezas instrumentais dos aparelhos utilizados. Onde: 0,005 cm = incerteza instrumental do paquímetro; 0,01 mm = incerteza instrumental do micrômetro. ° Incerteza do Tipo C ou Incerteza Combinada (σC) 𝜎𝑐 = √ 𝜎²𝐴 + 𝜎²𝐵 Discussões: A partir dos dados, obtivemos: 1º Volumes e Incertezas da Casca Cilíndrica.
  9. 9. a) Volume e Propagação da Incerteza da Casca Cilíndrica Preta; Calculou-se a propagação de incerteza, associada às variáveis do diâmetro externo. 𝜎𝑉 = √( 𝜋𝐷. ℎ. 𝜎𝐷 2 )² + ( 𝜋𝐷². 𝜎ℎ 4 )² 𝜎𝑉 = √( 𝜋. 2,620.4,852.0,011067971 2 )² + ( 𝜋. (2,620)².0,018547236 4 )² 𝜎𝑉 = 0,385795873cm Calculou-se a propagação de incerteza, associada às variáveis do diâmetro interno. 𝜎𝑉 = √( 𝜋𝐷. ℎ. 𝜎𝐷 2 )² + ( 𝜋𝐷². 𝜎ℎ 4 )² 𝜎𝑉 = √( 𝜋. 2,106.4,852.9,01443269𝑥10−3 2 )² + ( 𝜋. (2,106)².0,018547236 4 )² 𝜎𝑉 = 0,158459065 𝑐𝑚 Calculou-se o volume, de acordo as medidas do diâmetro externo. 𝑉𝑐 = 𝜋 4 𝐷².ℎ 𝑉𝑐 = 𝜋 4 . (2,620)².4,852 𝑉𝑐 = 26,15852527 𝑐𝑚³ Calculou-se o volume, de acordo as medidas do diâmetro interno. 𝑉𝑐 = 𝜋 4 𝐷².ℎ 𝑉𝑐 = 𝜋 4 . (2,106)².4,852 𝑉𝑐 = 16,90158396 𝑐𝑚³
  10. 10. Para obter a incerteza de propagação total da casca cilíndrica, 𝜎𝑉𝑇 = 𝜎𝑉𝑒𝑥𝑡 – 𝜎𝑉𝑖𝑛𝑡 𝜎𝑉𝑇 = 0,227336808 𝑐𝑚 Para obter o volume total da casca cilíndrica, 𝑉𝑡 = 𝑉𝑒𝑥 − 𝑉𝑖𝑛𝑡 𝑉𝑡 = 26,15852527− 16,90158396 𝑉 = 9,25694131 𝑐𝑚³ Logo, 𝑉 = (9,257 ± 0,227) 𝑐𝑚³ b) Volume e Propagação da Incerteza da Casca Cilíndrica Branca; Calculou-se a propagação de incerteza, associada às variáveis do diâmetro externo. 𝜎𝑉 = √( 𝜋𝐷. ℎ. 𝜎𝐷 2 )² + ( 𝜋𝐷². 𝜎ℎ 4 )² 𝜎𝑉 = √( 𝜋. 2,661.7,287.0,048948952 2 )² + ( 𝜋. (2,661)².0,010440306 4 )² 𝜎𝑉 = 1,492058997 𝑐𝑚 Calculou-se a propagação de incerteza, associada às variáveis do diâmetro interno. 𝜎𝑉 = √( 𝜋𝐷. ℎ. 𝜎𝐷 2 )² + ( 𝜋𝐷². 𝜎ℎ 4 )² 𝜎𝑉 = √( 𝜋. 2,049.7,287.6,595452979𝑥10−3 2 )² + ( 𝜋. (2,049)².0,010440306 4 )² 𝜎𝑉 = 0,158471991 𝑐𝑚 Calculou-se o volume, de acordo as medidas do diâmetro externo.
  11. 11. 𝑉𝑐 = 𝜋 4 𝐷².ℎ 𝑉𝑐 = 𝜋 4 . (2,661)² .7,287 𝑉𝑐 = 40,52550169 𝑐𝑚³ Calculou-se o volume, de acordo as medidas do diâmetro interno. 𝑉𝑐 = 𝜋 4 𝐷².ℎ 𝑉𝑐 = 𝜋 4 . (2,049)² .7,287 𝑉𝑐 = 24,02827356 𝑐𝑚³ Para obter a incerteza de propagação total da casca cilíndrica, 𝜎𝑉𝑇 = 𝜎𝑉𝑒𝑥𝑡 – 𝜎𝑉𝑖𝑛𝑡 𝜎𝑉𝑇 = 1,333587006 𝑐𝑚 Para obter o volume total da casca cilíndrica, 𝑉𝑡 = 𝑉𝑒𝑥 − 𝑉𝑖𝑛𝑡 𝑉𝑡 = 40,52550169− 24,02827356 𝑉 = 16,49722814 𝑐𝑚³ Logo, 𝑉 = (16,497 ± 1,334) 𝑐𝑚³ 2º Incertezas e volumes das esferas. a) Esfera Menor; Calculou-se a propagação da incerteza , 𝜎𝑒 = 𝜋 . 𝐷² 2 𝜎𝐷
  12. 12. 𝜎𝑒 = 𝜋 . (19,014)² 2 .1,06𝑥10−4 𝜎𝑒 = 0,060196705 𝑚𝑚 Calculou o volume, 𝑉𝑒 = 𝜋 . 𝐷³ 6 𝑉𝑒 = 𝜋 . (19,014)³ 6 𝑉𝑒 = 3.599,308658 𝑚𝑚3 Logo, 𝑉 = (3.599,30 ± 0,06) 𝑚𝑚³ b) Esfera Maior; Calculou-se a propagação de incerteza, 𝜎𝑒 = 𝜋 . 𝐷² 2 𝜎𝐷 𝜎𝑒 = 𝜋 . (25,328)² 2 .0,012409673 𝜎𝑒 = 12,50495145 𝑚𝑚 Calculou o volume, 𝑉𝑒 = 𝜋 . 𝐷³ 6 𝑉𝑒 = 𝜋 . (25,328)³ 6 𝑉𝑒 = 8.507,487406 𝑚𝑚3 Logo, 𝑉 = (8.507,49 ± 12,50) 𝑚𝑚³
  13. 13. 3º Incerteza Relativa Cilindro Preto – Volume Preciso 𝑉 = (9,257 ± 0,227) 𝑐𝑚³ ± 0,227 9,257 𝑥 100 = 2,5 % Cilindro Branco – Volume Impreciso 𝑉 = (16,497 ± 1,334) 𝑐𝑚³ ± 1,334 16,497 𝑥 100 = 8,1 % Esfera Menor – Volume Preciso 𝑉 = (3.599,30 ± 0,06) 𝑚𝑚³ ± 0,06 3.599,30 𝑥 100 = 1,64 𝑥 10−3 % Esfera Maior – Volume Preciso 𝑉 = (8.507,49 ± 12,50) 𝑚𝑚³ ± 12,50 8.507,49 𝑥 100 = 0,15 %
  14. 14. 4º Comparação de medidas observe na Tabela 4 Tabela 4: Comparando resultados Régua (cm) Paquímetro (cm) Preto Branco Preto Branco Altura(cm) 7,3 4,8 7,287 4,852 Diâmetro Externo(cm) 2,6 2,5 2,62 2,661 Diâmetro Interno(cm) 2,1 2,1 2,156 2,409 Pode-se observar que as medidas efetuadas com a régua, são mais imprecisas que as medidas efetuadas com o paquímetro. Em relação ao paquímetro e o micrômetro, podemos concluir que pela incerteza do instrumento, o micrômetro é mais preciso, pois trabalha em milímetros, já o paquímetro, tem suas medidas em centímetros.
  15. 15. CONCLUSÃO A partir da análise de cada cilindro e esfera estudados, podemos perceber claramente a diferença de uma medição rebuscada (com a utilização parquímetro e micrômetro) para uma medição simples (uso de régua). Uma medição mais adequada, com mais casas decimais, nos permite calcular o mais aproximado possível da realidade. Diminuir os erros na análise de um equipamento é crucial no laboratório, na medida em que experimentos são tomados levando em conta as suas proporções.
  16. 16. REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS I. TEXTOS CONSULTADOS NA INTERNET º http://www.ifi.unicamp.br/~turtelli/exp.html#medidas, 08 de setembro de 2011 às 16h07min.

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