O Relatório Física Experimental

Sumário

1 OBJETIVOS ........................................................................................................................ 3

2 INTRODUÇÃO TEÓRICA ................................................................................................ 3

3 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL ............................................................................ 5

3.1 Materiais Utilizados..........................................................................................................  5

3.2 Características dos Instrumentos .................................................................................... 6

4 RESULTADOS..................................................................................................................... 7

5 CONCLUSÕES ................................................................................................................... 17

6 BIBLIOGRAFIA ………………………………………………………………………… 19

1 OBJETIVOS

Este experimento tem como finalidade coletar dados sobre uma cerâmica e um cilindro e por meio dos dados coletados será feito um estudo dos erros associados a cada medição possibilitando aferir se a forma da cerâmica é ou não é quadrada e a partir das duas medições de volumes feitas no cilindro juntamente com a informação da massa calcular a densidade possibilitando constatar o material do cilindro.

2 INTRODUÇÃO TEÓRICA

Este estudo em laboratório objetivou à caracterização de objetos quanto a sua forma e propriedades físicas. Dessa forma, tendo em mãos tais dados acerca dos materiais em estudo, torna-se possível a comparação com outras medidas classificadas como padrão a fim de determinar se esses objetos se aproximam consideravelmente desse padrão ou não.

        Neste experimento, o primeiro problema tem como objetivo determinar se a cerâmica em questão pode ser classificada como um objeto quadrado ou não a partir das medidas dos seus lados e das medidas dos seus ângulos. O segundo problema visa identificar o material de um cilindro, através do cálculo de sua densidade. Todas as etapas contaram com o uso da Teoria dos Erros, para que o experimento e, consequentemente, os dados encontrados, fossem o mais preciso possível.

Tendo em vista que um quadrado possui quatro lados iguais e que seus ângulos internos possuem cada um 90º, será necessário comparar as medidas dos quatro lados, não se esquecendo do respectivo desvio padrão de cada um, a fim de provar se a cerâmica é ou não quadrada. Esse desvio será dado por:

σ = [pic 1]

 em que  é o número de medidas,  é uma medida de um lado e  é a média das medidas dos lados. Para obter o desvio será necessário o cálculo da média, ou seja:[pic 2][pic 3][pic 4]

,[pic 5]

em que n é o número de medidas e Xi é uma medida de um lado. Além disso, será necessário averiguar os ângulos internos da cerâmica.         

Para inferir de qual material o cilindro é feito, será necessário usar uma característica físico química: a densidade. Para tanto, utiliza-se a fórmula:

[pic 6]

É possível calcular o seu volume de duas formas. Na primeira forma podemos utilizar as medidas de diâmetro e altura, obtidos por meio do experimento, e aplicando desta forma a fórmula de volume para o cilindro circular reto:

[pic 7]

A segunda forma para calcular o volume é medindo a variação de volume ao mergulhar o cilindro em um líquido, no qual o cilindro fique totalmente submerso. Para tal, basta encher uma proveta, no caso deste experimento com água, e verificar a indicação de volume. Este será o volume inicial. Em seguida, basta mergulhar o cilindro e analisar novamente o nível indicado pela proveta. Este será o volume final. A diferença entre o volume final e o volume inicial fornecerá o volume do cilindro.

[pic 8]

Por fim, tendo conhecimento, tanto da massa, obtida experimentalmente, quanto do volume é possível calcular a densidade do material. Assim tendo esse dado é possível consultar a tabela com as densidades de diferentes tipos de materiais e então afirmar de qual material o cilindro é composto.

Para analisar o grau de dispersão das medidas obtidas nesse experimento utiliza-se o desvio padrão, calculado pela fórmula:

[pic 9]

        Por fim, tendo em vista que as medidas obtidas no experimento já apresentam um certo grau de incerteza torna-se necessário analisar a propagação desse erro. Para isso, utilizamos a forma geral para propagação de erros, utilizando a derivada parcial de cada variável e o desvio padrão associado a essa variável, definida pela fórmula:

[pic 10]

3 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

3.1 Materiais utilizados

1. Dois objetos, sendo um uma cerâmica e o outro um cilindro;
2. Régua graduada em milímetros;
3. Paquímetro;
4. Balança;
5. Uma proveta de 1000ml;
6. Água;

3.2 Características dos instrumentos

Resolução: menor medida significativa que um instrumento pode aferir.

Desvio: parâmetro associado ao resultado de uma medição, que caracteriza a dispersão dos valores e que é atribuído a um instrumento.

Quadro de características dos instrumentos

Instrumento	Resolução	Desvio
Régua	0,1cm	0,05cm
Paquímetro	0,005cm	0,005cm
Balança	0,01g	0,05cm
Proveta	1ml	0,5ml
Transferidor	1º	0,5º

Os dados experimentais que são necessários para obtenção da geometria da cerâmica são as medidas dos lados e dos ângulos da mesma. Usamos então, uma régua plástica e um paquímetro com resolução de um milímetro e cinco centésimos de milímetro, respectivamente, para obter tais dimensões e o transferidor para obtenção dos ângulos das arestas.