Métodos Experimentais em Engenharia "EXPERIMENTO 2 – Medidas de Constante Elástica e Força"

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Em seguida, analisaram-se eventuais incertezas tipo B (paralaxe, erro sistemático, por exemplo) e atribuíram-se valores para paralaxe. Novamente, os dados coletados encontram-se na Tabela 1b.

Mediu-se a massa da peça com o auxílio de uma balança digital previamente tarada, os dados coletados encontram-se na Tabela 2.

Então foi feita a montagem utilizando o sargento de fixação, o dinamômetro e uma mola (imagens da montagem/anexo ¿¿). Uma peça de cobre de massa 1080,200±0,005g foi utilizada para descomprimir a mola e colocá-la na região de operação onde vale a Lei de Hooke.

Foram obtidas as forças e comprimentos a partir da variação da massa aplicada a mola, para maior precisão do comprimento obtido com a régua milimetrada foram realizadas três medidas do comprimento por operadores diferente. O procedimento foi repetido para a segunda mola e os resultados são apresentados nas tabelas 3 e 4.

As variações de comprimentos (eq. 4) e suas incertezas (eq. 7) calculadas se encontram nas tabelas 7, 8.

Com isso, pela equação (eq. 5) no apendice I foi possível obter as constantes elásticas das molas de tração. Os valores encontram-se nas tabelas 9 e 10 assim como seus valores médios e incertezas.

Um fluxograma do processo é apresentado abaixo.

Fluxograma do Procedimento

[pic 2]

1.2.2. Cálculos dos valores e incertezas: propagação de incertezas

Com os dados obtidos na Parte 1, calcularam-se as médias (eq. 1), e o desvio padrão da média (eq. 2), ambas encontradas no Apêndice I sendo este último à incerteza tipo A, para o comprimento da mola relativo a cada massa aplicada.

Determinou-se a incerteza combinada do comprimento da mola (eq. 3) obtidas com cada instrumento. Sendo uma incerteza tipo A e duas incertezas tipo B, uma própria do instrumento e outro referente à paralaxe.

Os resultados encontram-se nas Tabelas 5 e 6, respectivamente.

2.1 MATERIAIS

- Paquímetro de 200mm;

- Fita métrica;

- Pêndulo composto por uma esfera e fio fino, fixado ao teto do laboratório;

- Cronômetro.

2.2 Determinação experimental da aceleração da gravidade

2.2.1. Oscilações de um pêndulo fixado

Para a determinação da constante da aceleração da gravidade g, com respectiva incerteza, foi realizado através de oscilações de um pêndulo fixado ao teto do laboratório por apenas um operador e medido o período. O tempo foi medido pelo operador com tempo de resposta mais rápido e apresenta-se na tabela ¿¿¿ ( tabela de numero de vezes e o tempo das 10 oscilaçoes)

O pêndulo deveria ter um pequeno ângulo de inclinação em todas as medições para que os dados fossem os mais precisos. O comprimento do fio também está na tabela ¿¿¿¿

Um fluxograma do processo é apresentado abaixo.

Fluxograma do Procedimento

[pic 3]

2.2.2. Cálculos incertezas: propagação de incertezas

Com os dados obtidos, calcularam-se as médias (eq. 1), e o desvio padrão da média (eq. 2), ambas encontradas no Apêndice I sendo este último à incerteza tipo A, para o período das oscilações obtidas pelo operador.

Determinou-se a incerteza combinada do período (eq. 3) obtido. Sendo uma incerteza tipo A e uma incertezas tipo B referente à paralaxe.

Os resultados encontram-se nas Tabelas ??.

2. RESULTADOS e DISCUSSÃO

2.1. Parte 1

Tabela 1a. Valores de fundo de escala, resolução de medida e incerteza para cada instrumento.

Equipamento

Marca

Modelo

Resolução

Fundo de Escala

Incerteza

Dinamômetro

Homis

2100

0,2 N

980 N

0,5% + 2 unidades

Paquímetro

King/rools

Vernier

0,05 mm

150mm

0,025mm

Cronômetro

Vollo

VL/500

0,01s

-

-

Balança

Even

BL-3200 15-BI

0,001g

3200g

0,005 g

Regua

Kingtools

-

1mm

600mm

0,5mm

Cada equipamento utilizado possui um fundo de escala e uma incerteza instrumental relacionada, a Tabela 1a apresenta tais valores correspondentes á cada equipamento e suas respectivas incertezas relacionadas. Durante o experimento algumas medidas excediam o findo de escala do paquímetro, portanto os comprimentos foram obtidos utilizando a régua mesmo sendo o paquímetro mais preciso.

Tabela 1b. Valores de incertezas do tipo B para cada instrumento (valores tratados).

Tipo