UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA JÚLIO DE MESQUITA FILHO Campus de Bauru

Transcrição

1 EXPERIMENTO 2 - INSTRUMENTOS DE MEDIDA ********************************************************************************** 1. Objetivos: familiarizar o estudante com a utilização de instrumentos de medidas; reforçar a teoria de propagação de erros. 2. Fundamentos Teóricos Você já tentou medir o diâmetro de um fio de cabelo? Difícil, não? Fica claro que, se precisarmos de uma medida precisa do diâmetro, não é possível obter essa medida usando régua, mesmo que seja uma de alta precisão. Porém, essa dimensão pode ser obtida com um paquímetro ou com um micrômetro. Tanto o paquímetro como o micrômetro possuem um dispositivo especial, o vernier, que permite medir frações de 1 mm com bastante precisão. Você vai encontrar uma escala pequena móvel e uma haste grande com divisões em mm. A figura 1 mostra um exemplo de paquímetro. Figura 1 Paquímetro A escala principal de um paquímetro está divida em milímetros (ou polegadas). O vernier contém dez divisões, cada uma correspondendo a nove décimos da menor divisão da escala fixa. Assim, as dez divisões do vernier têm o mesmo comprimento das nove divisões da escala principal, como pode ser visto na figura 2. Figura 2 Escala Móvel (Vernier) Laboratório de Física I Prof. Beto Grandini 9

2 Para efetuar uma medida, você deve procurar na escala menor (móvel) qual é o traço que coincide exatamente com qualquer traço da escala fixa. A primeira marca após o zero que coincidir com uma marca da escala principal, corresponde a um décimo da unidade. Se a escala móvel do paquímetro for movida de tal maneira que a primeira marca coincidente será a primeira marcação, isto corresponderá a uma medida de 0,1 mm, conforme mostra a figura 3. Se a marca coincidente for a segunda, corresponderá a uma medida de 0,2 mm. Figura 3 Princípio do nônio. Como exemplo, vamos considerar a marcação de um vernier, conforme o mostrado na figura 4. Neste caso, vemos que a marcação do zero está entre 6 e 7 mm. Então, a medida em questão é maior que 6 e menor que 7 mm. Para sabermos quanto é este mais que 6, recorremos ao vernier, observando qual é marcação que coincide nas duas escalas, que na medida em questão é o 2. Portanto a medição em questão corresponde a 6,2 mm. Figura 4 Exemplo de medida no paquímetro. No caso da figura 5, a marcação do zero está entre 3 e 4 mm e as marcações coincidentes entre a escala principal e o vernier é 7. Assim, a medição em questão é 3,7 mm. Figura 5 Exemplo de medida no paquímetro. De uma maneira geral, todos os paquímetros possuem o comprimento das n divisões do vernier igual ao comprimento de n-1 divisões da escala principal e o método de medida é similar aos descrito acima. A figura 6 mostra um micrômetro, onde a ponta móvel (B) é o final de um parafuso que passa através de uma rosca cilíndrica que conte a escala fixa (S). O objeto a ser medido é colocado entre as pontas fixa (A) e a móvel (B) e a medição é efetuada girando-se o vernier através do tambor (H) ou da catraca (R). Aconselha-se a mover a escala pela catraca, pois a mesma tem uma trava de segurança, evitando danificar a rosca da ponta móvel Laboratório de Física I Prof. Beto Grandini 10

3 Figura 6 Micrômetro No caso de um micrômetro a escala que vai dar as frações de mm está no cilindro dividido em 50 partes. No eixo do micrômetro, você vai encontrar uma escala dividida em ½ mm. Cada volta completa do cilindro corresponde a ½ mm. Então, duas voltas completas, portanto, 100 divisões do cilindro correspondem a 1mm. Assim, cada divisão do cilindro representa 0,01mm (um centésimo de mm). Na medição apontada na figura 6, vemos que o objeto em questão possui comprimento maior que 6 mm. Este mais que 6 mm lemos nas divisões do tambor, que no caso é 50. Assim, a medição em questão corresponde a 6,50 mm. 3. Material Utilizado: Paquímetro; Micrômetro; Peça para ser medida com o paquímetro; Peça para ser medida com o micrômetro. 4. Procedimento Experimental 1. Com o auxílio do paquímetro, meça a peça fornecida, tomando as medidas necessárias para obter o volume da peça utilizando a teoria dos erros. 2. Com o auxílio do micrômetro, meça a peça fornecida, tomando as medidas necessárias para obter o volume da peça utilizando a teoria dos erros. 3. Meça o diâmetro de um fio de cabelo usando um paquímetro e um micrômetro e discuta qual dos dois métodos é o mais adequado para este tipo de medida. 5. Referências Bibliográficas: ALBUQUERQUE, W.A. et al.; Manual de Laboratório de Física. São Paulo: McGraw Hill, BAILEY, W.C.; Laboratory Manual for General Physics. New York: Kendall/Hunt Publishing Company BERNARD, C.H.; EPP, C.D.; Laboratory Experiments in College Physics, 7th edition. New York: John Wiley & Sons CUTNELL, J.D.; Physics Laboratory Instructions - Mechanics. New York: John Wiley & Sons Laboratório de Física I Prof. Beto Grandini 11

4 FEYNMAN, R.P.; LEIGHTON, R.B.; SANDS, M.; The Feynman Lectures in Physics, vol. 1, 2 nd. Ed. New York: Addison Wesley Publishing Co HALLIDAY, D.; RESNICK, R. Fundamentos de Física, vol. 1. São Paulo: Livros Técnicos e Científicos LOYD, D.H.; Physics Laboratory Manual, 2nd edition. New York: International Thomson Publishing NUSSENZVEIG, H.M.; Curso de Física Básica: Mecânica. São Paulo: Edgard Blücher KITTEL, C.; KNIGHT, W.D.; RUDERMAN, M.A.; Curso de Física de Berkeley - Mecânica. São Paulo. Edgard Blücher TIPLER, P., Física, vol. 1, Rio de Janeiro: Guanabara Koogan Laboratório de Física I Prof. Beto Grandini 12

5 Data: / / EXPERIMENTO 2 INSTRUMENTOS DE MEDIDA Parte 1: Paquímetro Dados obtidos: X 1 (mm) X 1 (mm) X 2 (mm) X 2 (mm) X 3 (mm) X 3 (mm) média X 4 (mm) X 4 (mm) X 5 (mm) X 5 (mm) X 6 (mm) X 6 (mm) média Laboratório de Física I Prof. Beto Grandini 13

6 Grandeza X 1 : Grandeza X 2 : Grandeza X 3 : Grandeza X 4 : Grandeza X 5 : Grandeza X 6 : Volume: Laboratório de Física I Prof. Beto Grandini 14

7 Parte 2: Micrômetro Dados obtidos: Y 1 (mm) Y 1 (mm) Y 2 (mm) Y 2 (mm) Y 3 (mm) Y 3 (mm) Y 4 (mm) Y 4 (mm) média Grandeza Y 1 : Grandeza Y 2 : Grandeza Y 3 : Grandeza Y 4 : Laboratório de Física I Prof. Beto Grandini 15

8 Parte 2: Paquímetro e Micrômetro Dados obtidos: média Paquímetro Micrômetro Dp (mm) Dp (mm) Dm (mm) Dm (mm) Diâmetro fio de cabelo com paquímetro Diâmetro fio de cabelo com micrômetro Qual dos dois métodos é o mais adequado para este tipo de medida. Por quê? OBS: Anexe todos seus cálculos numa folha à parte Laboratório de Física I Prof. Beto Grandini 16