Física Exp. 3 Aula 1, Experiência 1

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1 Profa. Eloisa Szanto amal: 7 Pelletron Física Exp. 3 ula, Experiência Prof. Henrique Barbosa hbarbosa@if.usp.br amal: 6647 Basílio, sala 00 Prof. Nelson Carlin nelson.carlin@dfn.if.usp.br amal: 6820 Pelletron Prof. Paulo rtaxo artaxo@if.usp.br amal: 706 Basilio, sala 0

2 viso : Horários do Noturno Horários do noturno são EXCLUSIOS para os alunos do noturno! eservas noturnas por grupos do diurno serão canceladas sem aviso prévio ou posterior!!

3 viso 2: síntese s síntese, como o nome diz, são síntese e não relatórios. Sendo assim: tente ao limite de 4 páginas ou menos (incluindo capa e cabeçalho). Nada será corrigido além da 4ª pagina eja no site os modelos de síntese e relatório:

4 viso 3: Tudo que você aprendeu em Laboratório de Física e 2 será importante neste curso! Em particular, não serão tolerados: lgarismos significativos errados Grandezas sem incerteza Gráficos sem barras de erro

5 Experiência : Circuitos. Circuitos de Corrente Contínua Como medir grandezas elétricas? Os instrumentos de medida influenciam no resultado de uma medida? Como escolher o instrumento certo? 2. Pilha e Lâmpada Como varia a tensão de uma pilha ou em uma lâmpada em função da corrente? Curvas características, força eletromotriz e resistência interna 3. Capacitores Como é o campo elétrico de um capacitor real de placas paralelas? Simulações, medidas e teoria.

6 tividades da Semana (parte ) ealizar medidas elétricas de elementos simples: Tensão elétrica de uma pilha ou esistência elétrica de: Chuveiro elétrico (posições inverno e verão) esistor comercial simples Lâmpada comum de 60W (ou 00W), 27 esistência entre as mãos, entre polegar e indicador de uma mão e entre sua mão e seu pé Comparar com valores nominais Ou calcular valores esperados a partir de valores nominais presentar resultados em uma tabela apropriada e discutir.

7 esistência da Lâmpada (ohm) Poucos grupos calcularam o valor nominal, porque?? Coloquem as incertezas nas unidades da grandeza! Medida (ohm) Nominal (ohm) Medida (ohm) Nominal (ohm) H 26.9 (2) H.9 (0.8%) 6.29 H (2) 6.29 H2.9 (4.6) H (634) 403 H (3) H (7) H (3) H5.70 (4) 6.29 H (5) H6.8 () H H H (?) H8 2.5 () H Sem incerteza H (72) H (7) 6.29 H (29)

8 esistência da Lâmpada (ohm) Haviam então 3 tipos de lâmpadas 40W 27 => = Turma= 33.3 (57) 60W 27 => = Turma= 2 (3) 00W 27 => =6.29 Turma=3.3 (9) Porque a resistência nominal da lâmpada não é igual a medida no laboratório com o multímetro? Multímetro não serve para medir resistência? Não, outras medidas estão OK Possível erro do medidor? Outro fenômeno físico? Como a turma inteira iria errar igual?? O que poderia ser? Como verificar?

9 tividades da Semana (parte 2) Levantar a curva característica de cada um dos resistores desconhecidos com os dois circuitos. São 2 resistores em 2 circuitos: 4 curvas características. Fazer um ajuste para calcular as resistências dos resistores desconhecidos a partir dessas curvas. Não esqueça da qualidade do ajuste (chi quadrado ou resíduos) Com base nos resultados diga qual é o melhor circuito para medir cada um dos resistores. Justifique. Dica: a principal é verifique que o botão de tensão da fonte está em zero antes de ligá-la.

10 Critiquem... O que tem de errado com este gráfico? Faltam as incertezas Poucos pontos experimentais esultado do ajuste?? Unidades da escala Para que essa borda?

11 Problemas em vários grupos Incertezas e chi2 no ajuste Faltam as incertezas Falta barra de erro horizontal (corrente)

12 Bom trabalho!

13 Lado a lado, ainda melhor gerador gerador

14 tividades da Semana (parte 3) Com as medidas de resistências realizadas, a partir das curvas características com os circuitos e 2, é possível determinar as resistências internas do voltímetro e amperímetro utilizados. Obtenha as resistências internas do voltímetro () e amperímetro () e compare-as com as fornecidas pelo fabricante (manual) Com base nos resultados diga qual é o melhor circuito para medir cada um dos resistores. Justifique. Calcule a potência dissipada nos resistores desconhecidos

15 (6.8 M) x Circuitos e 2 -C (M) H (22700) -C2 (M) (8830) -C (M) -C2 (M) notação H 7.4 (0.6%) 4.8 (4%) significativos H (2) 3.67 () H (94) (2) H (3) (4) H () () 0-3 H H4 3.7 () 7.2 (3) H5 3.6 (2).080 (4) H (4) 3.70 (2) H (8) Erro em conta? (399) H H7.048 (4).062 (4) H (25) 4.04 (6) H (6) 4.06 (3) H (2626) significativos H9 5, ,79932 H9 6.3 (3) (02849) (0988) H (9) 6.67 () incerteza Erro em conta?

16 () x Circuitos e 2 grande-c () grande-c2 () grande-c grande-c2 () () incerteza H 2.45 ().027 (6) H 4.08 (0.3%).0 (0.4%) H2.25 (2).0 (2) H2 4.3 (2) (93) H (63).05 (4) H3 4.3 (9.4).0 (4) H H (2) 2.38 (7) H (27) 2.80 (7) H5 2.5 (2).5 () H (5).02 () H H7 330 () 333 () H7 2.6 (20).0 (2) H (3) 2.79 (3) H (2574) H (4).36 (3) H (5) H0.060 (2).60 (3) Inverteu o circuito Inverteu o circuito significativos

17 Circuito corrente medida é a própria corrente no resistor : 00 i i i gerador Mas a tensão medida é a soma das tensões em e : Portanto: medido i i

18 Circuito 2 tensão medida é a própria tensão no resistor : 00 gerador Mas a corrente medida é a soma das correntes em e : i i i Portanto: medido medido i i medido

19 Como a turma fez ssumiram que a << v 0 M ssumiu que () servia para, sem saber o valor de a ssumir que (2) servia para grande, sem saber o valor de v 00 gerador Usou de () para calcular v em (2) Usou grande de (2) para calcular a em () 2 00 gerador

20 esistências Pequena x Circuitos olt (M) mp () olt (M) mp () significativos H (45000) 3.70 (58) H H (3) 0.27 () H H (5) 0.32 (404) H H H H (?) 0.3 (?) H (2).2 () H H H H7 ~. ~ H8 0. (2) 2.05 (6) H (2626) (2574) H H9 3.0 (2) 9.8 (5) H significativos incerteza significativos SEM outliers = 9.4 (2) MΩ e =.9 (6) Ω COM outliers = 40 (03) MΩ e = 3.6 (39) Ω

21 Como seria o mais correto? De cada gráfico x I temos um ajuste = *i + B Temos 2 medidas com o circuito : () E duas medidas com o circuito 2: () (2) (2) Trata-se de um sistema de 4 equações e 4 incognitas que precisamos resolver!!

22 Por exemplo: () () () () () () (2) (2) (2) (2) Equação do 2 o grau em, fácil de resolver