UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ CENTRO DE TECNOLOGIA CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA FÍSICA EXPERIMENTAL
Relatório 1 Paquímetro Celina Morais Lima
[email protected] Matrícula: 0273460
3/15/2011
Disciplina: Física Experimental Turma: I Professora: Sara Honorato
SUMÁRIO
1. 2. 3. 4. 5. 6.
Objetivos --------------------------------------------------------------------------------------- 03 Material -----------------------------------------------------------------------------------------0 3 Introdução ------------------------------------------------------------------------------------- 04 Procedimentos -------------------------------------------------------------------------------- 07 Questionário ----------------------------------------------------------------------------------- 09 Conclusão --------------------------------------------------------------------------------------- 11 7. Bibliografia -------------------------------------------------------------------------------------- 12
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1. OBJETIVOS Esta prática realizada em laboratório tem como finalidade a familiarização dos alunos com um instrumento finamente acabado, com superfícies planas e polidas, capaz de fazer medições de alta precisão de dimensões internas, externas e de profundidade em pequenas peças. Este instrumento é chamado Paquímetro. Determinar, após três medições em cada peça, com o maior grau de precisão possível os volumes das peças utilizadas na prática, utilizando para isso o valor médio dessas medições e o conhecimento acerca de Algarismos Significativos.
2. MATERIAL - Paquímetro - Cilindro - Tarugo - Peça Com Furo Cego - Régua - Tiras De Papel
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3. INTRODUÇÃO Ao medirmos grandezas na realidade fazemos uma comparação de uma com outra de mesma espécie e assim verificamos quantas vezes uma é menor ou maior em relação a outra. Em geral não encontramos o valor correto da grandeza, mas sim uma valor aproximado, chamado também de valor experimental. Este valor sempre contém um certo erro, uma diferença em relação ao valor verdadeiro. Esta diferença pode ser indicada por um índice de erros. Já a precisão dessas medições dependerá tanto da destreza da pessoa que realiza as medidas como também do instrumento no qual a medida é efetuada. A incerteza experimental do resultado será reduzida de acordo com a melhor qualidade dos intrumentos usados e com as melhores técnicas de medição utilizadas durante o processo, pois estes nos permitirão níveis maiores de precisão nos resultados. O maior nível de precisão nas medições é demonstrado através da quantidade de Algarismos Significativos e duvidosos que estas contém. Nas medições, os algarismos significativos são todos os algarismos corretos mais o primeiro duvidoso. Tanto o número de algarismos significativos quanto o números de algarismos duvidosos nos elucidam sobre a precisão dos resultados. É importante esclarecer que tanto a inclusão exagerada de algarismos significativos como a exclusão excessiva deles é errada, podendo assim comprometer os resultados das medições. Desse modo, ao resolvermos problemas que envolvem muitas operações, em geral, o resultado que obteremos deverá ser expresso com a mesma quantidade de algarismos significativos da parcela mais pobre. Um dos intrumentos de alta precisão mais utilizados para a medição de dimensões internas, externas e de profundidade em pequenas peças é conhecido como Paquímetro. Este instrumentos é capaz de realizar medições com níveis de precisão em frações de milímetro. É possível com ele fazer medições em peças cujo nível de precisão seja de até 0,02mm. O Paquímetro é composto por uma régua graduada, em milímetros, centímetros ou polegadas, fixa sobre a qual desliza um cursor, este cursor possui uma escala que é chamada Nônio ou Vernier que possibilita a leitura de frações da menor divisão da escala da régua fixa.
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Partes do Paquímetro: 1 - Bicos externos (Mede dimensões externas) 2 - Bicos internos (Mede dimensões internas) 3 - medidor de profundidade 4 - escala principal em cm 5 - escala principal em polegadas 6 – Nônio ou Vernier em cm 7 - Vernier em polegadas 8 - Retentor do cursor.
O Nônio ou Vernier é uma parte de destaque, pois é o responsável por determinar o grau de precisão do paquímetro.
Seu princípio consiste na divisão de um valor X da escala fixa por um valo N referente as “n” partes do Nônio.
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Podemos obter diversos graus de precisão com o Nônio. Para encontrar a precisão precisamos dividir o menor valor da escala fixa (régua) pelo número de divisões da escala móvel (Nônio). Ex.: Nônio com 10 divisões, sendo: P = 1mm / 10 → P = 0,1mm Nônio com 20 divisões, sendo: P = 1mm / 20 → P = 0,05mm Nônio com 50 divisões, sendo: P= 1mm / 50 → P = 0,02mm
Leitura com o Paquímetro Para uma medição correta da peça primeiramente devemos colocá-la corretamente entre os encostos. Depois lemos na escala principal o número de milimetros inteiros localizados antes do traço zero no nônio. A seguir para medirmos as frações de milímetros, á direita da marca zero no nônio localizamos o traço da divisão do nônio que coincide com um traço da divisão na escala principal. Multiplicando o número deste traço pela precisão teremos os centésimos de milímetros. Ex.:
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4. PROCEDIMENTO Demostração dos resultados das medições obtidas: 4.1 Volume da peça cilíndrica maior Diâmetro (mm) Altura (mm)
Medida 1 25,45 50,05
Medida 2 25,50 50,05
Medida 3 25,50 50,05
Média 25,48 50,05
Cálculo do volume: Diâmetro/2 = r Base = , assim Base = (12,74)2 = 509,90 mm Altura = 50,05 mm Sabendo que V = Base x Altura Logo, V= 25.520,50 mm3
4.2 Diâmetro do tarugo Diâmetro (mm)
Medida 1 6,30
Medida 2 6,35
Medida 3 6,30
Média 6,32
4.3 Volume de ferro da peça com furo cego
Diâmetro externo (mm) Altura externa (mm) Diâmetro interno (mm) Altura interna (mm)
Medida 1 25,40 36,00 14,00 21,30
Medida 2 25,35 36,05 14,00 21,25
Medida 3 25,40 36,00 14,05 21,35
Média 25,38 36,02 14,02 21,30
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Cálculo do volume: Diâmetroexterno / 2 = rexterno e Alturaexterna = 36,02 mm Diâmetrointerno / 2 = rinterno e Alturaexterna = 21,30 mm Vexterno = x Aexterna = x (12,69)2 x 36,02 = 18.222,87 mm3 Vinterno = x Ainterna = x (7,01)2 x 21,30 = 3.288,25 mm3 Logo, Vtotal = Vexterno - Vinterno = 18.222,87 mm3 - 3.288,25 mm3 Vtotal = 14.934,62 mm3
4.4 Medição dos comprimentos das circuferencias externas com o auxílio de tiras de papel Cilindro Tarugo Peça com furo cego
Medida (mm) 80 20 80
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5. QUESTIONÁRIO 5.1 Faça a leitura do Paquímetro ilustrado abaixo:
Leitura: 24,30mm 5.2 A partir dos valores médios dos diâmetros obtidos com o paquímetro, determine o comprimento da circunferência externa das três peças. Cilindro: Diâmetro = 25,48mm ; Raio = 12,74mm Logo, Circunferência = = 80,05mm Tarugo: Diâmetro = 6,32mm ; Raio = 3,16mm Logo, Circunferência = = 19,85mm Peça com furo cego: Diâmetro = 25,38mm ; Raio = 12,69mm Logo, Circunferência = = 79,73mm 5.3 Considere os valores dos comprimentos das circunferências obtidas com o paquímetro e com uma régua, quais o de maior precisão? Peça Cilíndro Tarugo Peça com furo cego
Paquímetro (mm) 80,05 19,85 79,75
Régua (mm) 80 20 80
Os valores com maior precisão são aqueles que foram obtidos com o paquímetro, pois estes valores possuem um maior número de algarismos significativos, ou seja, estas medições terão, por consequência, reduzidas a incerteza experimental do resultado. 9
5.4 Nas medidas feitas na peça com furo cego, para o cálculo do volume, quais as que podem contribuir no resultado com maior erro? Por quê? As medidas da altura interna, pois foram as que apresentaram uma maior variação na leitura dos resultados obtidos em cada série. 5.5 Qual a menor fração de milímetros que pode ser lida com o paquimetro que você utilizou? 0,05mm 5.6 Qual a precisão de um paquímetro cujo nônio tem 49mm de comprimento e está dividido em 50 partes iguais? Tendo: L = 49mm ; n = 50 Assim L / n = 49/50 = 0,98 Logo, Precisão = 1 – L/n = 1 – 0,98mm = 0,02mm 5.7 O nônio de um paquímetro tem 29mm de comprimento. A precisão do mesmo é de 0,1 mm. Em quantas partes foi dividido o nônio? Sendo L = 29mm e n=? Precisão = 0,1mm Como, 3 – 29/n = 0,1 Logo, n = 10 5.8 Num paquímetro de 0,05 mm de sensibilidade, a distancia entre o zero da escala e o zero do vernier é de 11,5cm, sendo que o 13º traço do vernier coincidiu. Qual o valor da medida? Precisão = 0,05mm Medida = 115mm + 13x(0,05) Medida = 115,65mm 5.9 Qual seria a leitura acima se a sensibilidade fosse 0,02mm? Precisão = 0,02mm Medida = 115mm + 13x(0,02) Medida = 115,26mm
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6. CONCLUSÃO Após esta prática e com os resultados obtidos através das medições realizadas, foi possível aprender as técnicas corretas de utilização do paquímetro, o qual constatamos na prática ser um instrumento de grande eficácia em relação a medições com um alto grau de precisão, pudemos concluir também que técnicas corretas nas medições, tais como a utilização de algarismos significativos, podem minimizar os possíveis erros de incerteza experimental. Os possíveis erros de medição, verificados devido a variabilidade grande nas medidas, possívelmente foi acarretado pela falta de experiência na manipulação do instrumento ou pelas imperfeições geométricas das peças utilizadas. Nos resultados apresentados geralmente obtemos resultados com 3 algarismos signicativos e 1 duvisoso. Vimos a difeferença entre exatidão de resultados e precisão dos mesmos. A partir dos resultados do volume da peça com furo cego foi concluído que uma maior variação das medidas pode contribuir para resultados com maior erro. A sensibilidade do paquímetro é primordial para um maior grau de precisão nas medições. Quanto menor a sensibilidade do instrumento, maior será o seu grau de precisão.
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7. BIBLIOGRAFIA Livros: Halliday, D.; Resnick, R.; Walker, J. . Física 1 ; 5. ed, Ed. LTC Sites: http://www.slideshare.net/weltoOn/metrologia-3403488, acesso em 13/03/2011 às 19:00h http://www.slideshare.net/Dirk.Henning/paquimetro, acesso em 13/03/2011 às 19:10h http://www.uel.br/cce/fisica/docentes/dari/d3_material2_f6e45bf6.pdf , acesso em 13/03/2011 às 19:30h http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Using_the_caliper_new_en.gif , acesso em 14/03/2011 às 19:45h http://bricolagetotal.com/como-usar-um-paquimetro/, acesso em 14/03/2011 às 20:15h http://msohn.sites.uol.com.br/paquimet.htm, acesso em 14/03/2011 às 20:27h
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