labfisica1 2015 Atividade recente no site Prof. Adhimar

Laboratório 1

Medidas e Incertezas

Universidade Federal de Itajubá Instituto de Física & Química Disciplina de Metodologia Científica

Em 3 de Dezembro de 1999, a sonda Mars Climate Orbiter (NASA) efetuava uma manobra para entrar em órbita do planeta Marte. Entretanto, a sonda que deveria estabelecer órbita a 150 km da superfície do planeta vermelho, passou a apenas 57 km de altura, queimando na atmosfera marciana. O prejuízo de 328 milhões de dólares parecia inexplicável, levando a NASA a estabelecer uma comissão técnica para analisar o ocorrido.

A causa do fracasso da Mars Climate Orbiter foi descoberta e beirou o bizarro: enquanto a equipe de manobras na Terra enviava comandos orbitais no sistema de medidas inglesa (cgs), o computador de bordo da sonda processava-os no sistema de medidas internacional (mKs); levando ao desastre.

Os problemas com as medidas estão restritos às unidades utilizadas? O que significa medir alguma coisa? Como realizar medidas? Como funcionam os instrumentos de medida? Qual instrumento escolher?

Roteiro da Experiência

Objetivos:

- Efetuar medidas simples com instrumentos analógicos; - Entender que existem limites de precisão nas medidas; - Saber expressar uma medida corretamente;

- Construir uma tabela simples, organizando as medidas.

Materiais:

- três réguas com escalas de medida diferentes;

- uma forma geométrica plana (triângulo) para medida; - um objeto plano (à escolha), do tamanho de sua mão; - lápis, calculadora científica e folha de dados.

FAÇA:

1) Para a régua disponível na mesa, anotem na sua folha de dados: a) unidade; b) faixa nominal (do menor

ao maior intervalo que se pode ler na escala) de medida; c) precisão de medida (ver DICAS1).

2) Meçam os lados do triângulo com a régua. NÃO

FAÇAM QUALQUER ANOTAÇÃO OU RISCO NAS RÉGUAS, POIS ISSO DANIFICA O MATERIAL!!!!!!!!

Anotem estas medidas na folha de dados.

3) Calculem a área da forma geométrica, de acordo com as regras de algarismos significativos e anote o

valor obtido na folha de dados (ver DICAS 2). Não há

necessidade de propagar erros.

4) Repitam os passos 1, 2 e 3 para as outras duas réguas que o grupo irá receber. Todos os estudantes

do grupo devem participar dos procedimentos.

5) Meçam o objeto plano escolhido pelo grupo e calculem a área do mesmo. Façam isso com a régua

A mais…

- Medidas e Algarismos Significativos

http://www.joinville.udesc.br/portal/professores/franca/materiais/Medidas_e_Algarismos.pdf http://www.if.ufrgs.br/fis1258/index_arquivos/TXT_03.pdf

-Estudem as notas das aulas!

DICAS:

1) Precisão de um instrumento analógico é o menor intervalo que se pode ler diretamente em sua escala.

2) A área de um triângulo pode ser obtida através dos comprimentos de seus lados (a, b, c), conforme o

teorema de Heron:

3) Expressando medidas de forma certa e falhas comuns:

4) Regras de arredondamento (no exemplo, para a 2a_casa):

((((

))))

= == =

C C ====

((((

))))

((((

))))

= = =

C

((((

))))

= = =

C

Caso certo

Falhascom

algarismos significativos

((((

))))

= = = =

C

Falha comum:

falta da unidade

03 , 0 027 ,

0 Arredondamento quando o número é maior que a metade.

01 , 0 013 , 0

04 , 0 035 , 0

06 , 0 065 , 0

Arredondamento quando o número é menor que a metade. Arredondamento quando o número é a metade, passa ao par. Arredondamento quando o número é a metade, volta ao par. Pensem e Respondam na folha de dados:

I) É possível ler diretamente os valores das medidas na régua graduada em metros? Como se faz então? II) Qual a diferença qualitativa entre os valores das

medidas obtidos com as diferentes réguas?

III) Qual régua é mais adequada para medir a forma geométrica? Por que?

IV) Vocês já deve ter ouvido falar que toda medida tem uma incerteza associada, expressa através de um erro. Neste curso, adotaremos que em todo instrumento analógico, a incerteza vale metade do menor intervalo lido na escala graduada (ou metade

da sua precisão).

Por exemplo, em uma medida simples com uma régua escolar milimetrada (precisão=1mm), teríamos:

medida =

((((

))))

Valores lidos

Valor estimado

Incerteza ou erro de medida, 1mm / 2

unidade

Vista a explanação acima, qual é a incerteza (ou erro de medida) associada a cada uma das réguas utilizadas?

V) Façam uma tabela lógica com todas as medidas efetuadas anteriormente, levando em conta as incertezas e unidades de medida (ver dicas 3 e 4).

((((

)))) ((((

)))) ((((

))))

s

A==== ×××× −−−− ×××× −−−− ×××× −−−− ₂