Centro Universitário de Vila Velha Medias Mecânicas
Laboratório de Física Prof. Rudson R. Alves
2012
Sumário
Introdução... 3
Comprimento, espessura e profundidade...3
Réguas e Escalímetros...3
Cuidados no Manuseio...3
Medindo Comprimento...4
Paralaxe... 5
Paquímetro... 6
Micrômetro... 7
Calibração... 9
Medindo com o micrômetro...9
Medida de Massa... 10
Apresentação... 10
Calibração... 11
Operação... 11
Força e Tração... 12
Apresentação dos Dinamômetros...12
Cuidados na operação...13
Calibração Vertical... 13
Calibração Horizontal...13
Comprimento, Área, Volume e Massa...14
Introdução
Este manual se destina a instruir os usuários do Laboratório de Física sobre o uso, procedimentos de calibração e cuidados devidos com os instrumentos de medidas mecânicas.
O Laboratório possui diversos instrumentos para medidas mecânicas que, embora sejam relativamente simples e resistentes, requerem alguns cuidados especiais para que a sua operação resulte em medidas confiáveis e não comprometam a integridade destes instrumentos.
Neste texto é apresentado estes procedimentos e cuidados de forma simples e direta, sendo sua leitura essencial para um bom desempenho nas atividades realizadas no Laboratório. Por este motivo, este texto deve permanecer sempre à mão dos alunos das disciplinas experimentais.
Em caso se dúvida, consulte o professor ou estagiário para maiores esclarecimentos.
Medidas Mecânicas
Uma medida deve ser realizada tomando-se um conjunto de cuidados para se obter uma leitura adequada e confiável da grandeza mensurada. Cuidados específicos são tratados nas seções seguintes, no entanto, alguns cuidados gerais serão passados aqui.
Calibração
Sempre que o equipamento permitir, deve-se avaliar a sua calibração. Alguns instrumentos de medida, como micrômetro, dinamômetro e balança, possuem procedimentos de calibração que devem ser observados antes de iniciar a sua operação.
Observe que nem todos os instrumentos de medida podem ser calibrados, sendo a calibração de suas escalas realizada no processo de manufatura????
Comprimento, espessura e profundidade
O laboratório dispõe de vários instrumentos para medida de comprimento, como: réguas;
paquímetro; e micrômetro. Estes instrumentos requerem procedimentos específicos se obter uma boa medida e, alguns deles, requerem cuidados especiais para não comprometer sua vida útil. Equipamentos como escalas (réguas) são bastante robustas e dificilmente terão problemas com o seu uso. No entanto, instrumentos como paquímetro e micrômetros, não são tão resistentes a quedas ou uso indevido, podendo serem danificados permanentemente, quando manuseados inadequadamente.
Réguas e Escalímetros
O Laboratório possui diversas réguas com diferentes graduações e comprimentos:
• réguas de 1000mm (resolução de 1mm);
• réguas de 100cm (resolução de 1cm);
• escalímetros de 50,0cm/60in (resolução 0,1cm + 1/2 );
• réguas de madeira de 50,0cm (resolução 0,1cm);
• réguas de madeira de 100,0cm (resolução de 0,1cm).
para medidas precisas, enquanto que outras (como os escalímetros de aço) são bem profissionais e, geralmente, suficientes para as medidas a serem realizadas no Laboratório.
Cuidados no Manuseio
A operação de uma régua requer um único cuidado especifico:
✔ jamais faça qualquer tipo de marcação em suas escalas.
Algumas réguas utilizadas no laboratório possuem as escalas pitadas com uma tinta muito frágil que pode não resistir a fricção. As réguas de madeira, por sua vez, são impossíveis de serem limpadas quando riscadas, uma vez que a tinta e o grafite pode difundir nas fibras da madeira, dificultando sua leitura.
Medindo Comprimento
Para realizar medidas uma boa medida com uma régua é importante observar alguns procedimentos fundamentais para se ter uma boa medida:
1. Escolha da graduação da régua - escolha uma régua cujo a sua graduação (menor divisão da escala) seja bem maior que o comprimento a ser medido;
2. Posicionamento da régua - observe o posicionamento da régua antes de iniciar a leitura de sua escala. Sempre que possível mantenha a régua bem firme e com a escala o mais próximo possível do objeto a ser medido;
3. Posicione-se de frente para a escala - tente se posicionar sempre de frente para a escala e do objeto a ser medido, para evitar erros de paralaxe
1.
4. Leitura da escala - Leia a escala até a última graduação e, sempre que possível, avalie mais um algarismo além da menor graduação da escala.
Como exemplo considere a medida do comprimento de uma caixa de madeira. Na primeira medida, será usado uma régua de 100cm com resolução de 1cm, como mostra a Figura 1.
A leitura da escalar fornece a medida de 15cm, para este comprimento. Numa avaliação, do quanto o comprimento da caixa excedeu aos 15cm, é observado que esta ultrapassou de aproximadamente 0,8cm. Desta forma a medida deste comprimento será 15,8cm, ou seja, 15cm de leitura direta na escala, mais 0,8cm de avaliação, além da escala.
1 Paralaxe é um erro ocasionado pela aparente mudança da posição de um objeto quando observado de diferentes posições.
Figura 1: Medida do comprimento de uma caixa com uma
régua centimetrada.
resolução de 1mm. Nesta escala é medido: 15,7cm (leitura)+ 0,05cm (avaliação).
Toda medida deve ser sempre acompanhada de um único algarismos de avaliação. Não faz sentido usar mais que um algarismo na avaliação. Desta forma pode-se dizer que uma medida é composta de: algarismos de leitura na escala + um (único) algarismo de avaliação.
As condições de medida interferem fortemente no algarismo de avaliação, fazendo-o varia de 10% da menos divisão até algumas menores divisões. Considera-se condições de medida:
✔ movimento (ou vibração) entre a escala e o objeto;
✔ resolução da escala em comparação à rugosidade das bordas do objeto;
✔ proximidade da escala com respeito ao objeto a ser medido (induz erro de paralaxe);
✔ obstáculos entre a escala, o objeto e o operador (visibilidade);
✔ entre outros.
Dependendo de condições, como as citadas acima, a resolução do algarismo de avaliação pode variar de 10% da menor divisão de uma escala até algumas menores divisões da escala. Por exemplo, em uma escala centimetrada, cujo a menor divisão é de 1cm, em condições ótimas é fácil trabalhar com avaliações entre 0,5cm a 0,1cm, sem comprometer a qualidade da medida.
No entanto, com condições adversas, esta resolução pode ser de 2cm, 5cm ou mais.
Na Figura 2, a medida do comprimento é refeita, usando com uma régua milimetrada, onde a menor graduação agora é de 1mm ou 0,1cm. Nesta escala se lê 15,7cm enquanto que uma avaliação de 0,05cm, veja detalhe na Figura 2, pode ser feito com segurança. Sua medida final portanto será 15,75cm.
Paralaxe Paralaxe
O erro de paralaxe ocorre quando a escala se encontra distante do objeto de medida. Nestas ocasiões, o posicionamento do observador com respeito à escala e o objeto a ser medido, alteram significativamente na leitura da medida.
Na Figura 3 é apresentado um exemplo do erro de paralaxe induzido na medição da posição da borda direita de uma peça de aço. Em Figura 3-a é possível verificar que a escala foi posicionada, intencionalmente, a aproximadamente 5mm à frente da peça de aço. Na parte
Figura 2: Medida do comprimento de uma caixa com uma
régua milimetrada.
posição da borda da peça de aço, em 16,35cm. No detalhe inferior esquerdo, Figura 3-c, a posição do observador é movida para esquerda, induzindo a uma leitura da posição da borda em 15,95cm. Já na Figura 3-d o observador se move para direita, o que induz a uma medida da posição de 16,80mm.
Como observado, a movimentação do observador faz com que a leitura na posição da borda da peça de aço varie de 15,95cm a 16,80cm, uma variação de 0,84cm. Nem sempre é possível colocar a escala junto ao objeto de medida, restando ao operador da escala, tentar se posicionar o melhor possível à frente da escala e do objeto a ser medido.
Paquímetro
O paquímetro disponível no laboratório, permite medir diâmetros pela ponta ( A), fendas (B) e profundidades (C) de até 150,00mm (15,000cm) com uma resolução de 0,02mm.
Este instrumento de medida é composto por duas escalas, uma fixa e outra móvel, conforme indicado na Figura 4. Para realizar uma medida, siga as instruções abaixo:
1. Antes de iniciar a medida, verifique se o parafuso de trava esta liberado;
2. Posicione a peça a ser medida no paquímetro, conforme a medida desejada (A, B ou C);
3. Leitura da Escala Fixa: Meça o comprimento na Escala Fixa, até o traço do zero da Escala Móvel, sem fazer avaliação;
4. Leitura da Escala Móvel: Verifique qual dos traços da Escala Móvel coincide com um traço da Escala Fixa. Uma vez determinado o traço na Escala Móvel, realize a medida de mais dois algarismos nesta escala, que corresponde ao décimo e centésimo de milímetro.
Obs: Sempre é possível ler dois algarismos na Escala Móvel. Caso o traço da Escala Fixa coinci- Figura 3: Erro de paralaxe induzido na medida da posição da borda direita de uma peça
de aço.
Se o traço coincidente da Escala Móvel for um inteiro, como 1, 2, 3,..., a leitura da Escala Móvel deverá ser 0,10mm; 0,20mm; 0,30mm; ... respectivamente.
Observe que a avaliação também é realizada na medida com o paquímetro, embora de uma for- ma mais sutil. A avaliação é feita na determinação de qual traço da escala móvel, que coincide com um traço da escala fixa. Isto significa que a avaliação possui uma resolução de 0,02mm em toda medida com este paquímetro.
Na media da Figura 5, o zero da Escala Móvel está à frente do terceiro traço da Escala Fixa (terceiro traço à frente da marca de 2cm ou 20mm). Portanto, a leitura na Escala Fixa deverá ser 23mm, conforme a seta superior na Figura 5. Na Escala Móvel, observa-se que o segundo traço após o 2 (0,20mm), coincide com o traço 3,5cm da Escala Fixa, portanto a leitura na Escala Móvel será 0,24mm, já que cada traço da Escala Móvel corresponde a 0,02mm. A medida total deste comprimento será 23,24mm.
Micrômetro
O micrômetro é um instrumento de precisão, que utiliza um parafuso micrométrico, capaz de se mover ao longo do próprio eixo. Ele é empregado para medir espessuras de lâminas e diâmetros de fios ou tubos.
Figura 4 Paquímetro 0,02mm.
1 2 3 4 5 6 7 8
0 9
1 2 3 4 5 6 7 8
0 9 0