MEDIDAS FÍSICAS. Objetivos. Teoria. Paquímetro

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1 MEDIDAS FÍSICAS Objetivos Realizar medidas diretas (diâmetro, comprimento, largura, espessura e massa) expressandoas com a quantidade correta de algarismos signicativos. Realizar medidas indiretas (área, volume, densidade), expressando-as com a quantidade correta de algarismos signicativos após as operações matemáticas necessárias. Expressar de forma adequada os resultados obtidos, incluindo os desvios das medidas e os erros propagados. Calcular o erro percentual. Teoria A medida de uma grandeza física sempre é realizada no âmbito das limitações inerentes ao próprio processo de medida e ao(s) instrumento(s) empregado(s). As limitações dos aparelhos de medida, assim como dos processos de medida, devem ser obrigatoriamente informadas no resultado nal da medida. Nessa informação devem constar os algarismos signicativos, as unidades das medidas e um intervalo de conabilidade dessas medidas, em que as limitações citadas estão incluídas. O intervalo de conabilidade, ou incerteza da medida, pode ser adotado convenientemente pelo agente da medida entre várias opções: erro de escala, erro percentual, desvio padrão, desvio médio, e outras formas. Assim, podemos expressar o resultado de uma medição na forma genérica: (Medida ± Desvio) unidade Note-se que essa forma serve tanto para medidas diretas quanto indiretas. No caso destas, deve-se respeitar as regras de operação com os algarismos signicativos. Para a realização da atividade experimental serão empregados os seguintes instrumentos de medida: paquímetro, micrômetro e balança digital. Paquímetro As réguas simples têm como menor divisão de escala o milímetro (10 3 mm), o que permite medidas com o algarismo duvidoso na casa dos décimos de milímetro, por exemplo, 123, 4562 m. Torna-se inviável dividir o milímetro das réguas em décimos de milímetro, o que permitiria leituras do tipo: 123, m. Neste caso, os traços seriam tão próximos que seria quase impossível vê-los a olho nu. Para ultrapassar essa diculdade, foram criados outros instrumentos para realizar medidas com melhor resolução do que a régua milimetrada. Um desses instrumentos é o paquímetro, mostrado na gura 0.1 que serve para medir pequenas espessuras, profundidades e dimensões internas. 1

2 Figura 0.1: O paquímetro, instrumento de medida empregado para realizar medidas lineares com leituras de até centésimos de milímetros, e suas partes principais. No cursor, ou régua móvel, está indicada a divisão do nônio (0, 02 mm). Isto signica que as leituras serão do tipo: XX, X0 mm; XX, X2 mm; XX, X4 mm; XX, X6 mm ou XX, X8 mm. O paquímetro é constituído de uma régua metálica principal (xa) graduada, geralmente milimetrada, ao longo da qual desliza uma régua móvel graduada secundária (nônio ou Vernier) que permite a leitura de frações da menor divisão da escala da régua, cuja invenção é atribuída a Pierre Vernier. Como medir com o paquímetro: (a) posicione a peça segundo o tipo de medida a ser executada; (b) leia diretamente na régua xa a medida em milímetros; (c) procure o primeiro traço da escala do nônio que coincide com um traço qualquer da escala da régua móvel, esse é o valor da subdivisão do milímetro, que completa a leitura da medida. Por exemplo, para um nônio de 0, 05 mm, todas as medidas devem ser do tipo: 4, 00 mm; 6, 05 mm; 110, 15 mm; 1, 20 mm; 0, 25 mm; 10, 30 mm; etc. Com esse nônio nunca serão obtidas medidas como: 1, 31 mm; 6, 42 mm; 121, 04 mm; 1, 19 mm; 1, 07 mm; etc. Na gura 0.2 estão indicadas algumas preocupações que devem ser tomadas ao medir com o paquímetro. Por exemplo, as escalas devem ser lidas perpendicularmente ao instrumento, e de frente, evitando-se o erro de paralaxe ou de visada. 2

3 Figura 0.2: Precauções ao medir com o paquímetro. Micrômetro Outro instrumento usado para realizar medidas com melhor resolução do que a régua milimetrada é o micrômetro (gura 0.3), que permite executar medições de até milésimos de milímetro (mícron, µm = 10 6 m; plural: micra). Figura 0.3: O micrômetro, instrumento de medida empregado para realizar medidas lineares com leituras de até milésimos de milímetro, e suas partes principais. As leituras são do tipo X, XX0 mm; X, XX1 mm; X, XX2 mm; etc. Se o micrômetro possuir nônio o último algarismo signicativo poderá ser lido, caso contrário, deverá ser estimado. 3

4 É constituído de um parafuso especial chamado de parafuso micrométrico, cujo passo é de 0, 5 mm por volta completa. No corpo do instrumento há uma escala graduada em 0, 5 mm (escala xa) e uma escala circular graduada em 0, 01 mm, a leitura dos micrômetros pode ser lida a olho, ou, se houver um nônio, como o mostrado na gura 0.4, pode ser lida diretamente na coincidência dos traços. Figura 0.4: Micrômetro com nônio (esquerda) e sem nônio (direita). Como medir com o micrômetro (a) posicione a peça entre as faces da ponta xa e da ponta móvel; (b) gire o tambor até que as faces encostem-se à peça delicadamente, para tanto pode-se fazer uso do parafuso de fricção (tambor com catraca); (c) leia o valor do traço da escala xa (0, 5 mm) anterior ao tambor com escala; (d) leia o traço da escala móvel (0, 01 mm) no tambor, localizado logo abaixo da linha horizontal da escala xa; (e) avalie o valor em 0, 001 mm. Por exemplo, todas as medidas devem ser do tipo: 1, 000 mm; 2, 012 mm; 2, 501 mm, etc, onde o valor sublinhado será suposto, ou lido na escala do nônio (se houver). Equipamento/Material 1. Doze pequenos corpos de acrílico com formato esfericamente imperfeito; 2. Micrômetro com escala de 0, 01 mm (sem nônio); 3. Chapa metálica; 4

5 4. Paquímetro com escala de 0, 05 mm; 5. Balança digital. Procedimentos 1ª Parte (a) Meça o diâmetro das esferas com o micrômetro, e anote os valores na Tabela 1. (b) Siga as instruções e responda às questões do relatório experimental. 2ª Parte: (a) Meça a massa da chapa metálica com a balança digital e anote o valor na Tabela 2. (b) Meça as dimensões L 1, L 2 e L 3 da chapa metálica com o paquímetro e anote os valores na Tabela 2. (c) Siga as instruções e responda às questões do relatório experimental. 5