MEDIDAS FÍSICAS E ANÁLISE DE ERROS

PRÁTICA 1: MEDIDAS FÍSICAS E ANÁLISE DE ERROS

1. RESUMO

O experimento tem por objetivo entender o grau de incerteza que cada medida está associada e aprender a distinguir os diferentes tipos de erros. No caso deste experimento, o erro aleatório e o erro instrumental, mostra como utilizar as regras da teoria dos erros e algarismos significativos no tratamento de dados. Tem também como objetivo verificar a incerteza associada a uma medida e como a qual pode ser reduzida, aumentando a precisão do instrumento.

O experimento tem como objetivo calcular o valor da velocidade, a partir dos tempos médios obtidos, para cada delta s.

2. INTRODUÇÃO

Um dos procedimentos fundamentais da física é a medição de dados para a verificação de erros e incertezas. Este relatório contém experiências realizadas em sala de aula com dois instrumentos de medidas: a régua milimetrada e o paquímetro, com o intuito de se encontrar medidas de alguns objetos. O paquímetro é uma régua normal equipada com uma régua móvel, chamada de nônio ou vernier que permite medições de décimos ou até centésimos de milímetro. Dessa forma pode-se dizer que o paquímetro possui todas as funções de uma régua comum, porém com uma incerteza menor. A régua milimetrada de aço, plástico ou madeira, é geralmente utilizada para medir comprimentos não muito pequenos e quando a precisão desejada para a medida não é muito alta. Por outro lado, não basta apenas quantificar as grandezas com as quais se trabalham. Deve-se saber avaliar e interpretar os resultados obtidos bem como fazer as correções necessárias para a determinação das incertezas. Para isso faz-se uso de recursos estatísticos.

3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

As grandezas físicas são determinadas experimentalmente por medidas ou combinações de medidas. Essas medidas têm uma incerteza intrínseca que advém das características dos equipamentos utilizados na sua determinação e também do operador. Assim, a experiência mostra que, sendo uma medida repetida várias vezes com o mesmo cuidado e procedimento pelo mesmo operador ou por vários operadores, os resultados obtidos não são, em geral, idênticos.

Ao fazermos a medida de uma grandeza física achamos um número que a caracteriza. Quando este resultado vai ser aplicado, é freqüentemente necessário saber com que confiança podemos dizer que o número obtido representa a grandeza física. Deve-se, então, poder expressar a incerteza de uma medida de forma que outras pessoas possam entendê-las e para isso utiliza-se de uma linguagem universal. Também se deve utilizar métodos adequados para combinar as incertezas dos diversos fatores que influem no resultado.

A maneira de se obter e manipular os dados experimentais, com a finalidade de conseguir estimar com a maior precisão possível o valor da grandeza medida e o seu erro, exige um tratamento adequado que é o objetivo da chamada “Teoria dos Erros”, e que será abordada aqui na sua forma mais simples e sucinta.

Definimos então, algarismos significativos de uma medida como todos os algarismos que temos certeza (os exatos) e mais um duvidoso (sempre o algarismo duvidoso é o último da direita).

4. MATERIAIS E MÉTODOS / DESENVOLVIMENTO EXPERIMENTAL

4.1 MATERIAIS UTILIZADOS

• Régua milimetrada plástica;

• Paquímetro;

• Anel metálico;

• Cilindro metálico;

• Materiais de diversas geometrias.

4.2 DESCRIÇÃO DO EXPERIMENTO

Neste experimento foram realizadas medições com seis objetos de tamanho e geometria diferentes, foram realizadas três medições para cada objetivo para que se pudesse calcular a média dos valores obtidos.

Foram realizadas medições com dois instrumentos, o paquímetro e a régua, os valores encontrados nas medições foram inseridos em uma tabela e apresentados neste relatório, após isso foi obtida a media nas medições de cada objeto e comparados os valores obtidos nas medições com régua e paquímetro.

4.3 RESULTADOS

Tabela: Resultados das medições realizadas a partir do paquímetro.

MEDIDA COMPRIMENTO (mm) LARGURA (mm) ESPESSURA (mm)

OBJETO 01

Jonas 30,90 mm 19,20 mm 19,20 mm

Mike 31,00 mm 19,20 mm 19,30 mm

Adhemar 31,00 mm 19,60 mm 19,40 mm

MEDIDA 30,96 mm 19,33 mm 19,30 mm

OBJETO 02

Jonas 38,80 mm 19,10 mm 19,10 mm

Mike 38,80 mm 19,10 mm 19,10 mm

Adhemar 38,80 mm 19,50 mm 19,50 mm

MÉDIA 38,80 mm 19,23 mm 19,23 mm

OBJETO 03

Jonas 48,90 mm 18,90 mm 18,90 mm

Mike 48,90 mm 18,90 mm 18,90 mm

Adhemar 48,70 mm 19,10 mm 19,10 mm

MÉDIA 48,83 mm 18,96 mm 18,96 mm

OBJETO 04

Jonas 59,00 mm 19,20 mm 19,20 mm

Mike 59,10 mm 19,30 mm 19,30 mm

Adhemar 59,10 mm 19,10 mm 19,10 mm

MÉDIA 59,06 mm 19,20 mm 19,20