A LISTA DE EXERCÍCIO DE FÍSICA EXPERIMENTAL

LISTA DE EXERCÍCIO DE FÍSICA EXPERIMENTAL I

Prof. Romel Menezes Araujo

1 – Em termos rudimentares, o paquímetro é um instrumento que permite medirmos a distância entre dois pontos oposto. Em termos práticos é um dos mais populares instrumentos que possibilita determinarmos a distância entre dois pontos, fornecendo leituras com décimos de milímetros. Existem diversos tipos de paquímetros. São paquímetros eletrônicos digitais, paquímetros mecânicos com relógio e paquímetros simples com nônio. Além de paquímetros especiais tais como, paquímetro de profundidade, paquímetro para dentes de engrenagem, entre outros modelos e tipos.  João trabalha numa indústria de fabricação de peças para automóveis e precisa construir peças na forma cilíndrica. Utilizando-se de um paquímetro simples com nônio de incerteza 0,2 milímetros, ele fez várias medidas como as dadas na tabela abaixo.

Altura(mm)	Diâmetro interno(mm)	Diâmetro externo(mm)
53,4	18,4	23,4
53,5	18,2	23,5
53,4	18,3	23,4
53,6	18,5	23,6
53,3	18,6	23,3
53,7	18,4	23,7
53,5	18,5	23,5
53,3	18,4	23,3
53,4	18,3	23,4
53,6	18,5	23,6

Baseado nos dados de João, determine:

1. A média e o desvio padrão.
2. A incerteza tipo A e a incerteza combinada.
3. Calcule o erro relativo em relação a uma régua, sabendo que medida da régua foi de 23 mm para o diâmetro  externo, 19 mm para o diâmetro interno e 54 mm para a altura. A incerteza da régua é de 0,5 mm.
4. O que você pode dizer da precisão desses dois instrumentos?

2 – Jean Louis Palmer apresentou, pela primeira vez, um micrômetro para requerer sua patente. O instrumento permitia a leitura de centésimos de milímetros, de maneira mais simples. Com o decorrer do tempo, o micrômetro foi aperfeiçoado e possibilitou medições mais rigorosas e exatas do que o paquímetro. A tabela abaixo mostra algumas medidas feitas por um micrômetro e um paquímetro analógico de simples leitura para uma esfera. O micrômetro tem uma incerteza de 0,05 mm e o paquímetro de 0,2 mm. Determine o erro relativo em relação aos dois instrumentos, com as medidas em centímetros e em pés(ft). Você observou alguma diferença? Se realmente existiu explique porquê.

Paquímetro	Micrômetro
Diâmetro(mm)	(mm)
32,4	32,41
32,2	32,53
32,3	32,45
32,5	32,62
32,6	32,32
32,4	32,74
32,5	32,52
32,4	32,31
32,3	32,44
32,5	32,62

  Obs: 1 cm = 10 mm e 1 ft = 304,8 mm

3 - Quando pensamos em algo “elástico” logo associamos em alguma coisa que pode ser “esticada” ou “comprimida” através da aplicação de uma força, por exemplo, uma mola. Roberth Hooke (1635-1703) estudou cuidadosamente várias situações em que uma mola sofria deformações. Considere uma mola com seu comprimento natural L0 fixada por uma das suas extremidades a um suporte (figura 1). Ao aplicarmos uma força de intensidade F a mola distenderá passando a ter um comprimento L1 ou L2 dependendo da intensidade da força. A diferença entre L0 e L1 ou L2 será a deformação x sofrida pela mola, ou seja, o quanto ela foi esticada.

Vejam na figura 1 que ao acrescentarmos massas de diferentes pesos (forças) também temos uma mudança no alongamento da mola, e quanto maior a força aplicada (casos 1 e 2) maior é o valor da deformação x (compare x1 e x2). Isso mostra que há uma relação direta entre a força aplicada e a deformação sofrida pela mola. Hooke também estudou a deformação sofrida em várias molas diferentes (mais rígida ou menos rígida) ao acrescentar massas com o mesmo peso (compare L1 e L3). Ele conclui que o valor da distensão da mola também dependia do tipo de material da qual ela era feita, e quanto mais rígida fosse a mola maior deveria ser a força aplicada para produzirmos uma mesma deformação x (compare L1 com L3).