RELATÓRIO DE INSTRUMENTAÇÃO E MEDIDAS

RELATÓRIO DE INSTRUMENTAÇÃO E MEDIDAS

ROSA, Cassia Regina; MENEGARO, Diana Aurélio; SCARDUELI, Lenara Vieira.

1. Resumo

Utilizou-se neste experimento diversos instrumentos, analógicos e não analógicos, para mensurar-se diferentes grandezas. Para cada instrumento, deve-se saber sua escala, e consequentemente sua menor divisão de escala, para possibiliar os cálculos de erro de escala.

Dentre as grandezas utilizadas neste experimento encontram-se: medidas de comprimento, temperatura, volume, corrente, tensão elétrica, massa e tempo.

Para realizar cada medição, utilizou-se um instrumento que possuia um determinado tipo de grandeza, e um objeto que corresponde a esta grandeza. Como um exemplo, pode-se citar a trena, em que mediu-se o comprimento de cada dimensão de um bloco de madeira.

A prática experimental das medidas tem importância para a compreensão da leitura de instrumentos para que se possa defini-los como precisos ou exatos, de modo que a medida se aproxime do seu valor real.

Palavras-chave: Medidas, Erros, Instrumentação.

1. Introdução

A física é uma ciência exata que geralmente engloba análises, resultados e medições apresentados de forma numérica. Para a estruturação e padronização desse número utilizam-se as grandezas físicas. O ato de medir o que se está fazendo é a comparação da unidade associada ao instrumento. Essas medidas em física podem apresentar erros que são difíceis ou impossíveis de serem eliminados. Isso se prova ao executar-se a medição do mesmo objeto repetidas vezes e sempre obter-se resultados com pequenas diferenças  de medidas. Para auxiliar tais erros e fazer com que não atrapalhem nos resultados utilizam-se os métodos estatísticos (NAGASHIMA, 2011).

Há dois tipos de medidas de uma grandeza: a direta que é o resultado da leitura de um instrumento utilizado na medição e a indireta que é obtida através de uma operação matemática, como, por exemplo, a velocidade média (NAGASHIMA, 2011).

Todavia, quando realiza-se uma medida, sendo ela indireta ou direta, os mais variados tipos de erros são cometidos, por isso deve-se ser analisado o tipo de instrumento utilizado, sendo ele analógico ou não-analógico. Nos instrumentos analógicos (onde a medição é realizada através de um ponteiro) esse erro é calculado pela menor divisão de escala divido por 2, ou seja mde/2. Já nos instrumentos não-analógicos (onde a medição é dada automaticamente), os erros são mantidos como a menor divisão de escala (MINAS GERAIS, 2015).

Segundo PIANCENTINI et al. (2008) há três classificações para os erros encontrados nas medições que são o erro de escala, que é o erro máximo aceitado cometido pelo operador; o erro sistemático, que é o erro que praticamente não sofre variação, contudo entra no resultado de cada medição de modo que o valor se afaste do valor real -- esse erro, se descoberto sua fonte, pode ser erradicado; e por fim o erro aleatório, que é aquele que ocorre de perturbações estatísticas imprevisíveis. Esses erros não seguem uma ordem definida, como o erro sistemático, ou seja, é impossível evitá-los.

Também de acordo com PIACENTINI et al. (2008) o erro máximo permitido na medida (também denominado de desvio da medida – ΔX) é calculado pela soma de todos os erros, logo: E = ΔX = Esist + Ealeat + Eesc.

1. Materiais e Métodos

Os experimentos foram divididos nas seguintes etapas:

1. Medidas de Comprimento

Para a realização dessa etapa foi necessário utilizar uma trena, um bloco de madeira (Figura 1) e o paquímetro.

O bloco estava divido por letras, sendo cada letra representando uma parte do mesmo, conforme Figura 1. As letras selecionadas para a medição foram A, B, C, D, E, F, G, H, I e J.

[pic 1]

Figura 1.

Os materiais para a medição foram: a trena, que mede em centímetros e sua maior divisão de escala é de 0,1 cm, e por ser um instrumento analógico o valor do MDE fica 0,05 cm; e um paquímetro, que mede em milímetros e sua menor divisão de escala é de 0,05 mm.

Os lados que apresentavam características lineares foram medidos com a trena e os que apresentavam características cilíndricas com o paquímetro.

Primeiramente, utilizou-se a trena. No lado A, a medida encontrada foi de comprimento 8,00 ± 0,05 cm de comprimento. O lado B exibiu um resultado de 30,00 ± 0,05 cm. E o lado C demonstrou seu comprimento de 9,20 ± 0,05 cm. Os valores mensurados para D e E foram, respectivamente, 38,00 ± 0,05 cm e 4,30 ± 0,05 cm.

O paquímetro foi utilizado posteriormente. A parte F apresentou diâmetro de 35,50 ± 0,05 mm. As medidas de G e H foram, respectivamente, 43,55 ± 0,05 mm e 4,70 ± 0,05 cm. O diâmetro representado pela letra I apresentou um valor de 7,65 ± 0,05 mm e pela letra J de 9,84 ± 0,05 mm. Todos os dados foram anotados no roteiro e posteriormente tabelados, podendo ser encontrados na tabela 1.

Neste experimento, foram mensuradas, também, as dimensões de dois blocos de metal, representados nas Figuras 2a e 2b.[pic 2]

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As medidas foram realizadas com o paquímetro, e os valores encontrados para as alturas 1,2 e 3 foram, respectivamente, 34,10 ± 0,05mm, 25,10 ± 0,05mm e 9,65 ± 0,05mm. Os diâmetros 1,2 e 3 encontrados foram, 24,11 ± 0,05mm, 24,22 ± 0,05mm e 20,00 ± 0,05mm, nesta ordem. Todos os dados descritos neste tópico encontram-se na Tabela 1.

1. Medida de temperatura

Os instrumentos utilizados para a realização dessa etapa foram o termômetro analógico e o termômetro não-analógico.

O termômetro analógico apresente sua menor divisão de escala de 1ºC, por ser um instrumento analógico é necessário dividir por dois, ficando 0,5ºC. O termômetro não-analógico apresenta menor divisão de escala de 0,1ºC.

Foram registradas duas temperaturas para cada um, a do termômetro analógico é de 77,00 ± 0,5 ºC. E a do não-analógico 77,50 ± 0,1 ºC.

Todas as temperaturas foram anotadas encontram-se na Tabela 2.

1. Medidas de volume

Para a realização dessa etapa foram utilizados um béquer de 10 ml e uma seringa de 2 ml.

Ambos são analógicos. O béquer apresenta menor divisão de escala de 10 ml, dividindo por 2 fica 5 ml. E a seringa possui de menor divisão de escala de 2ml, dividindo por 2 fica 1 ml.

Primeiramente foi feito a medida do béquer, o volume apresentado foi e 29,5 ± 5 ml. Em seguida foi realizada a medição de volume da seringa, que foi de 48 ±1 ml.