Micrômetro

Resumo: Relatório da segunda aula prática de Física Geral e Experimental 1, realizada com o micrômetro de precisão 0,01mm. O micrômetro é um instrumento de medida de alta precisão. A leitura vem do deslocamento axial de um parafuso micrométrico alta precisão dentro de uma rosca ajustável. Foram tomadas medidas de 4 peças ( espessura ou diâmetro ): bola de gude, botão de plástico, fio de cabelo e um brinco em formato de argola, de cada uma das peças. Com o resultado foram obtidas as médias e os desvios padrão de cada uma delas, onde podemos concluir que quanto maior o desvio padrão como aconteceu na peça de número 01, maior será a dispersão das medidas.

1.0– Introdução

1.1 - Micrômetro

O micrómetro (português europeu) ou micrômetro (português brasileiro) é um instrumento metrológico capaz de aferir as dimensões lineares de um objeto (tais como espessura, altura, largura, profundidade, diâmetro etc.) com precisão da ordem de micrometros, que são a milionésima parte do metro. Têm vasta aplicação na indústria mecânica e em diversos contextos de medição e ensaios não-destrutivos, medindo toda a espécie de objetos.

O micrômetro funciona por um parafuso micrométrico e é muito mais preciso que a craveira, que funciona por deslizamento de uma haste sobre uma peça dentada e permite a leitura da espessura por meio de um nônio ou de um mecanismo semelhante ao de um relógio analógico.

No Brasil, usa-se o termo paquímetro para o instrumento composto de duas partes deslizantes (vernier) e "micrômetro" para o instrumento dotado de parafuso micrométrico, mais preciso. O termo "craveira" não é usado. Em Portugal, a nomenclatura dos instrumentos é diferente.

Jean Louis Palmer apresentou, pela primeira vez, um micrômetro para requerer sua patente. O instrumento permitia a leitura de centésimos de milímetro, de maneira simples.

Com o decorrer do tempo, o micrômetro foi aperfeiçoado e possibilitou medições mais rigorosas e exatas do que o paquímetro. De modo geral, o instrumento é conhecido como micrômetro. Na França, em homenagem ao seu inventor, o micrômetro é denominado palmer.

Em 1890, Laroy S. Starrett patenteou um micrômetro mais aperfeiçoado, utilizando uma tampa para a haste, um módulo que aumentou a velocidade de medição e outras melhorias, o que transformou a versão antiga deste instrumento em uma ferramenta extremamente moderna, que mantém até hoje o mesmo princípio de funcionamento. Laroy S. Starrett é o fundador da Starrett, atualmente uma das maiores fabricantes de ferramentas e instrumentos de medição do mundo, com sede em diversos países.

O funcionamento do micrômetro baseia-se no deslocamento axial de um parafuso micrométrico com passo de alta precisão dentro de uma rosca ajustável. A circunferência de rosca ("tambor") é dividida em 50 partes iguais, possibilitando leituras de 0,01mm a 0,001mm.

Na imagem a cima, encontramos o detalhe do parafuso micrométrico de um micrômetro típico. No nônio, lê-se 5,783mm

1.2 – Medidas

Para se realizar uma medição qualquer, dispomos hoje de vários instrumentos cada qual com sua escala, unidade de medida e precisão. De acordo com a situação encontrada, devemos determinar qual instrumento será utilizado de modo a fornecer os resultados mais adequados. Quando fazemos uma medição, não importa quão grande seja sua precisão, sempre haverá algum fator que ocasionará uma diferença entre o valor medido e o valor real. Devido á essa diferença, denominada erro, expressarmos o resultado de modo a não apresentá-lo como valor exato e sim, um valor médio dentro de uma faixa de possíveis resultados. Essa faixa é estipulada de acordo com as particularidades da situação em questão

Os experimentos realizados em laboratórios na maioria das vezes requerem diversas medições para que a partir delas seja possível calcular outros parâmetros e atingir o objetivo do experimento. Por isso a teoria de erros é de extrema importância, pois através dela conseguimos resultados com um nível maior de segurança e precisão. Para isso precisamos então não só saber aplicá-la, mas também saber suas propriedades algébricas para eventuais cálculos e como apresentar os resultados obtidos de forma clara e formal.

1.2.1 - Erro estatístico

É o erro que resulta de uma flutuação no resultado da medição .É o erro que resulta de uma variação aleatória no resultado da medição que, por algum motivo, não podem ou não são controlados. Uma corrente de ar, por exemplo, pode gerar um erro. Exemplo: quando medimos a massa através de uma balança, algumas correntes de ar ou mesmo vibrações podem introduzir este tipo de erro.

1.2.2 -. Erro sistemático

O erro sistemático presente nos resultados é sempre o mesmo quando a medição é repetida. Assim, o efeito de um erro sistemático não pode ser avaliado simplesmente repetindo medições, sendo, pois, bem mais difícil de ser estimado. Os erros sistemáticos podem ser classificados em:

(a) Erro sistemático instrumental: está relacionado com a calibração do instrumento.

(b) Erro sistemático ambiental: é um erro devido a efeitos do ambiente sobre o experimento. Os fatores que podem gerar esse tipo de erro são: temperatura, pressão, umidade, aceleração da gravidade, campo magnético da Terra, luz, entre outros.

(c) Erro sistemático observacional: é o erro sistemático devido a falhas de procedimento ou devido à imperícia do observador. Um observador que não lê adequadamente o ponteiro de um medidor pode introduzir este tipo de erro no experimento.

Dentre elas temos:

A média determinada por:

O valor médio verdadeiro de um conjunto de medições é o valor médio que seria obtido quando fossem feitas infinitas observações. Em fins práticos, é impossível levantar infinitas medições de um mensurando. Logo, para um número finito n, o valor médio nos fornece a melhor estimativa do valor médio verdadeiro, sendo esta estimativa tão melhor quanto maior for o número de observações n. Em geral, o valor médio é o que melhor representa a grandeza medida.

O desvio padrão determinado por:

1.3 – Objetivo

O objetivo da

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