PAQUIMETRO, MICROMETRO E REGUE

Prática 1: Régua, Paquímetro e Micrômetro

Introdução

A observação de um fenômeno por si só, não é capaz de fornecer informações quantitativas é necessário o uso da medição como técnica para tal objetivo. O uso da medição nos permite quantificar uma propriedade física como resultado de comparações entre quantidades semelhantes, a partir da qual uma será padronizada e adotada como unidade.

Um dos procedimentos fundamentais da física é a medição de dados para a verificação de erros e incertezas. O paquímetro e o micrômetro são dois importantes instrumentos de medida; suas medidas oferecem incertezas de décimos, centésimos ou até mesmo de milésimos de milímetro (como é o caso do micrômetro).

Todas as medições realizadas em laboratório estão sujeitas a erros experimentais impostos por imperfeições nos aparelhos de medida ou mesmo por nossos sentidos.

A régua

É um instrumento de medição configurado como uma superfície plana e arestas retilíneas.

Figura 1: Régua.

O paquímetro

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 podemos dizer que o paquímetro possui todas as funções de uma régua comum, porém com um grau de incerteza menor. O paquímetro bem como suas partes podem ser observadas a seguir.

Figura 2: esquema de um paquímetro mostrando suas funções.

O micrômetro

O micrômetro é um instrumento de medida de alta precisão que permite efetuar medições de até milésimos de milímetro.

Figura 3: micrômetro.

Em contrapartida, 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.

Objetivos

O objetivo desta prática é realizar medidas diretas, considerando os erros experimentais e obter resultados secundários a partir destas medidas, aplicando a teoria de propagação de erros. Também serão apresentados instrumentos de medição e sua forma de utilização.

Material e método utilizados

Materiais

Régua

Paquímetro;

Micrômetro;

Dado;

Método

Utilizou-se um dado como objeto de estudo, sendo medidas as arestas do dado 10 vezes, com a régua inicialmente, após, com o paquímetro e por fim com o micrômetro. Determinou-se também a massa do dado por meio de uma balança. Todo o procedimento foi realizado conforme roteiro experimental.

A partir dos dados coletados, calculou-se o valor médio, o desvio padrão, o desvio padrão da média (a incerteza tipo A, ). Em todas as medições, a incerteza tipo B, , foi considerada como sendo a precisão do aparelho de medida e será explicitada na tabela fornecida a seguir. Então, determinou-se a incerteza combinada, , para cada grandeza.

A partir destes parâmetros, pôde-se determinar um bom valor para as medidas de cada grandeza e, através do conceito de propagação de incertezas, pode-se também calcular as incertezas relacionadas às arestas do objeto de estudo (dado). Os dados coletados na realização da prática estão dispostos na Tabela 2, na seção resultados e discussão.

Tabela 1: Resoluções e incertezas dos instrumentos utilizados na medição das arestas do dado.

Equipamento Resolução (mm) Incerteza instrumental (mm)

Régua 1 0,5

Paquímetro 0,05 0,05

Micrômetro 0,01 0,005

Resultados e Discussão

Resultados

A seguir são mostradas as medições observadas durante o procedimento experimental bem como os dados calculados.

Tabela 2: Medições realizadas e dados calculados relativos ao experimento.

Medidas da aresta do dado

Régua (mm) Paquímetro (mm) Micrômetro (mm)

Medida 1 16,0 17,30 17,898

Medida 2 16,0 17,20 17,763

Medida 3 17,0 17,20 17,872

Medida 4 16,0 17,50 17,879

Medida 5 17,0 17,30 17,765

Medida 6 16,0 17,50 17,871

Medida 7 17,0 17,30 17,753

Medida 8 16,0 17,20 17,751

Medida 9 16,0 17,50 17,763

Medida 10 17,0 17,30 17,879

Média 16,4 17,33 17,8194

Desvio padrão da medida 0,5164 0,12516656 0,064222

0,163299316 0,03958114 0,020308838

0,5 0,05 0,005

0,525991128 0,063770422 0,020915279

Incerteza relativa 3,0% 0,3% 0,1%

Resultado 17,4 ± 0,5 ( 17,33 ± 0,06) 17,81 ± 0,02

Volume Dado (mm) 5,66 x 102 ± 2 x 102

Densidade do Dado ( mm ) 116 x 10-5 ± 3 x 10-5

Com relação aos cálculos realizados, a média é determinada por:

Onde é a média das medidas, são cada uma das medidas e é o número de medidas. Desta maneira,