relatório física experimental 1 paquimetro

relatório física experimental 1 paquimetro

UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ

RELATÓRIO DE FÍSICA EXPERIMENTAL

PRÁTICA I: PAQUÍMETRO

POR: RAMON DA COSTA GASPAR

FORTALEZA, 20/04/2013

UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ

CENTRO DE TECNOLOGIA

CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA

DISCIPLINA DE FÍSICA EXPERIMENTAL

ÍNDICE

TÓPICOS

PAG

OBJETIVO

4

MATERIAL

4

INTRODUÇÃO

5

PROCEDIMENTO

6

RESPOSTAS DO QUESTIONÁRIO DO ROTEIRO

9

CONCLUSÃO

11

BIBLIOGRAFIA

11

1.OBJETIVO:

O objetivo principal desta prática é utilizar do paquímetro e das regras dos algarismos significativos para aprender a medir, com precisão, pequenos objetos utilizando o paquímetro e comparar com as medições de uma régua comum. A partir de essas informações obtermos a área e volume de pequenos objetos.

2. MATERIAL:

Nesta prática utilizamos:

  1. Paquímetro

  2. Régua

  3. Peça com furo cego

  4. Arruela

  5. Tarugo

3.INTRODUÇÃO:

Na prática dessa semana utilizamos o Paquímetro, que é um instrumento de medida com precisão de duas casas decimais milimétricas. Ele foi inventado pelo português Pedro Nunes e pelo francês Pierre Vernier e é utilizado para medir pequenos objetos com precisão, a fim de saber sua área, volume, diâmetros internos e externos.

O paquímetro é constituído de uma régua graduada, na maioria das vezes, em centímetros, e de um cursor também graduado, mas diferente da régua, este é graduado em nônios. Essa escala em nônio divide em 10 partes iguais nove mm, ou seja, para cada nove milímetros há dez nônios. No cursor temos duas “mandíbulas”(uma fixa na régua e outra móvel), que servem para medir comprimentos, diâmetros externos e alturas externas, temos duas “orelhas” (uma fixa na régua e outra móvel) elas servem para medir diâmetros internos. Há também uma haste ligada ao cursor que é utilizada para medir profundidades. Existe em alguns paquímetros um parafuso com trava que serve para fixar as medidas. Abaixo (fig.1) vemos um desenho de um paquímetro e suas partes descritas:

(fig1: desenho de um paquímetro.)

Em um paquímetro comum temos:

  1. Orelha fixa

  2. Orelha móvel

  3. Nônio ou vernier *(polegada)

  4. Parafuso e trava

  5. Cursor

  6. Escala fixa

  7. Bico fixo

  8. Encosto fixo

  9. Encosto móvel

  10. Bico móvel

  11. Nônio ou vernier (milímetro)

  12. Impulsor

  13. Escala fixa de milímetros

  14. Haste de profundidade

4.PROCEDIMENTO:

4.1 A medição utilizando o instrumento se faz da seguinte forma: no lugar onde o algarismo “0” da escala de nônios estiver na escala em centímetros corresponde ao valor da medida antes da vírgula, a graduação que coincidir nas duas escalas representa os valores após a vírgula.

4.2 Determinar o que é pedido:

4.2.1 As dimensões da Arruela (tabela 1):

MEDIDA ALUNO 1

MEDIDA ALUNO 2

MEDIDA ALUNO 3

MÉDIA

DIÂMETRO EXTERNO (mm)

31,90mm

31,60mm

31,80mm

31,77mm

DIÂMETRO INTERNO (mm)

13,00mm

13,00mm

13,00mm

13,00mm

ESPESSURA (mm)

2,95mm

2,95mm

2,90mm

2,93mm

(Tabela 1: Medições Arruela)

4.2.2 O diâmetro do Tarugo (tabela 2):

MEDIDA ALUNO 1

MEDIDA ALUNO 2

MEDIDA ALUNO 3

MÉDIA

DIÂMETRO (mm)

6,40mm

6,35mm

6,35mm

6,37mm

(Tabela 2: Medições Tarugo)

4.2.3 O volume da Peça com furo cego (tabela 3):

MEDIDA ALUNO 1

MEDIDA ALUNO 2

MEDIDA ALUNO 3

MÉDIA

DIÂMETRO EXTERNO (mm)

25,45mm

25,50mm

25,45mm

25,47mm

ALTURA EXTERNA (mm)

36,00mm

36,00mm

36,00mm

36,00mm

DIÂMETRO INTERNO (mm)

13,55mm

14,00mm

14,00mm

13,85mm

ALTURA INTERNA (mm)

22,25mm

22,60mm

22,15mm

22,33mm

(Tabela 3: Medições Peça de furo cego)

4.2.3.1 Cálculo do volume:

4.2.3.1.1 Para calcular o volume utilizar os valores médios das medições. Tomemos o volume da peça de furo cego como sendo o volume de um cilindro maior (usando as dimensões externas) diminuindo o volume de um cilindro menor (usando as dimensões internas) temos, assim que:

Sendo:

= Volume total da peça.

= Volume do cilindro maior.

= Volume do cilindro menor.

4.3.2.1.2 Como volume de um cilindro é a área da base multiplicada pela altura, substituindo teremos:

Sendo:

= Área da base do cilindro maior

= Área da base do cilindro menor

= Altura do cilindro maior

= Altura do cilindro menor

4.3.2.1.3 Como as áreas das bases são áreas circulares, teremos que dividir por dois os valores dos diâmetros para obtermos os raios e assim calcular volume, então teremos (tabela 4):

DIÂMETRO

RAIO

INTERNO

13,85 mm

6,92 mm

EXTERNO

25,47 mm

12,73 mm

(Tabela 4: Raios dos cilindros)

4.3.2.1.4 Substituindo os valores nas fórmulas da Área da base circular teremos que:

4.3.2.1.5 Substituindo esses valores na fórmula do volume (4.3.1.2) teremos que:

4.3.2.1.6 Assumindo teremos:

4.4 Após usarmos o paquímetro utilizamos a régua, individualmente, para medir as dimensões da peça de furo cego e eu obtive:

DIÂMETRO EXTERNO (mm)

25mm

DIÂMETRO INTERNO (mm)

33mm

ALTURA EXTERNA (mm)

19mm

5. RESPOSTAS DO QUESTIONÁRIO DO ROTEIRO.

5.1. De acordo com o que foi visto no laboratório, pude concluir que o paquímetro da figura tem precisão de 0,02mm e a leitura correta da figura é: 36,80mm.

5.2. A partir dos valores médios obtidos na prática irei determinar o comprimento da circunferência externa de cada objeto, lembrando que:

Sendo:C = Comprimento da circunferência.

R = Raio da circunferência

5.2.1 Arruela:

De acordo com a Tabela 1 podemos obter o valor do raio da circunferência externa da arruela a partir de seu diâmetro externo:

DIÂMETRO

RAIO

31,76mm

15,88mm

(Tabela 5: Raio da Arruela)

Substituindo teremos:

5.2.2 Tarugo

De acordo com a Tabela 2 podemos obter o valor do raio da circunferência do tarugo a partir de seu diâmetro externo, tendo assim: R = 3,20mm

Substituindo teremos:

5.2.3Peça de furo cego

De acordo com a Tabela 4 temos que o raio da peça de furo cego é R = 12,73mm

Substituindo teremos:

5.3 O instrumento de maior precisão é o paquímetro.

5.4 Das medidas que foram feitas para o cálculo do volume da peça de furo cego (4.3) as que poderiam contribuir num resultado com maior erro são aquelas que se distanciam mais da média, pois aumentam a margem de erro e as medidas dos diâmetros, pois estas serão elevadas ao quadrado, e se estiverem erradas aumentam significativamente as chances de erro.

5.5 A menor fração de milímetro que poderia ser medida no paquímetro que usei era 0,05mm.

5.6 A precisão de um paquímetro é obtida dividindo 1mm pelo tanto de divisões de nônios que o cursor possui. Se são 50 divisões de nônios, temos:

5.7 Se a precisão de um paquímetro é de 0,01mm e sabendo que o a precisão é 1mm/(n° de divisões do nônio), temos:

5.8 Tomemos 11,5 cm como 115mm. Se a sensibilidade do paquímetro é de 0,05mm e o 13º traço coincidiu então:

5.9 Se a sensibilidade do paquímetro da questão anterior fosse 0,02mm teríamos:

6.CONCLUSÃO

O paquímetro é um instrumento de medição mais preciso que uma régua graduada, porém manuseado erroneamente torna-se um instrumento difícil de ler. Através do uso dele foi possível aprimorar o conhecimento sobre medição. Conclui-se, desta prática, que o uso do paquímetro está diretamente relacionado às regras dos algarismos significativos, para que haja uma maior precisão nas medidas nos cálculos que as envolvem como: o cálculo do volume e do comprimento das circunferências dos objetos utilizados. Também se vê que a precisão do paquímetro está ligada ao número de divisões da escala de nônios e da graduação da régua.

Apesar de ser um instrumento bastante preciso, muitos fatores podem influenciar na medição e acabar gerando erros, fatores estes, como: calibração do instrumento, limpeza, além de que na maioria das vezes o que o paquímetro mostra nem sempre é tão preciso, pois pode ser que o valor real do objeto a ser estudado esteja na casa dos nanômetros, micrômeros etc.. Assim, mesmo que meçamos o mesmo objeto várias vezes a fim de aumentar o grau de precisão na medida, somente com instrumentos mais precisos que o paquímetro poderemos chegar mais próximo do valor real de medida.

7.BIBLIOGRAFIA

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