Laboratório de Física 1

Laboratório de Física 1

(Parte 1 de 12)

Guia de Laboratório de Física Mecânica

Silvio Cesar Garcia Granja e Colaboradores 4 de março de 2009

Sumário

I Conceitos e Fundamentos 6

1.1 Objetivos7
1.2 Introdução7
1.3 Características Gerais7
1.4 Elaboração8
1.4.1 Observações9
Referências Bibliográficas9
2.1 Objetivos10
2.2 Introdução10
2.3 Erros10
2.3.1 Erros Grosseiros10
2.3.2 Erros Sistemáticos1
2.3.3 Erros Aleatórios ou Acidentais1
2.4 Instrumentos de Medição1
2.5 Precisão e Exatidão12
2.6 Algarismos Significativos12
2.6.1 Trucamentos e Arredondamentos13
2.6.2 Operações com Algarismos Significativos14
2.6.2.1 Adição e Subtração14
2.6.2.2 Multiplicação e Divisão14
2.7 Incerteza15
2.7.1 Incerteza Absoluta15
2.7.2 Incerteza Relativa15
2.7.3 Incerteza Relativa Percentual15
Referências Bibliográficas17
3.1 Objetivos18
3.2 Introdução18
3.3 Valor médio e desvio padrão18
3.3.1 Valor médio amostral19
3.3.2 Desvio padrão amostral19
3.3.3 Incerteza instrumental versus incerteza da média20
3.4 Cálculo da propagação de incertezas20
incerteza limite21
incerteza média21
Referências Bibliográficas24

3 Precisão e Exatidão de Medidas I 18 3.4.1 Operações aritméticas: 3.4.2 Método geral:

I Roteiros de Ensaios Laboratoriais 25

4 Roteiro do Experimento:

4.1 Objetivos Gerais26
4.2 Introdução26
4.3 Material Necessário26
4.4 Procedimento Experimental27
Referências Bibliográficas27

Densidade de Uma Esfera Sólida Regular 26

5 Roteiro do Experimento:

5.1 Objetivos Gerais28
5.2 Material Necessário28
5.3 Introdução28
5.4 Procedimento Experimental29
5.4.1 Deslocamentos Iguais29
5.4.2 Deslocamentos Diferentes30
5.5 Apresentação, Análise dos Resultados e Conclusões30
Referências Bibliográficas31

Movimento Retilíneo e Uniforme (MRU) 28

6 Roteiro do Experimento:

Movimento Retilíneo Uniformemente Variado (MUV) !!! Não está pronto ainda !!!

6.1 Objetivos Gerais32
6.2 Material Necessário32

!!! Verprocedimentoexperimentalparaadeterminaçãodavelocidadeinicial, oucomo fazê-la nula no sensor 1!!! 32

Tel./FAX: (6) 3511 2125 – Cx. Postal: 680 E-mail: sggranja@unemat-net.br

6.3 Introdução3
6.4 Procedimento Experimental3
6.4.1 Deslocamentos Iguais34
6.4.2 Deslocamentos Diferentes34
6.5 Apresentação, Análise dos Resultados e Conclusões34

7 Roteiro do Experimento:

7.1 Objetivos Gerais36
7.2 Material Necessário36
7.3 Introdução36
7.4 Procedimento Experimental37
7.5 Apresentação, Análise dos Resultados e Conclusões38
Referências Bibliográficas39

Queda Livre 36

8 Roteiro do Experimento:

8.1 Objetivos Gerais40
8.2 Material Necessário40
8.3 Introdução40
8.4 Procedimento Experimental41
8.4.1 Deslocamentos Iguais41
8.4.2 Deslocamentos Diferentes42
8.5 Apresentação, Análise dos Resultados e Conclusões42

Modelagem Matemática da Lei de Hooke !!! Não está pronto ainda !!! 40

9 Roteiro do Experimento:

9.1 Objetivos Gerais43
9.2 Introdução43
9.3 Material Necessário4
9.4 Procedimento Experimental4
9.5 Apresentação, análise dos resultados e conclusões4
Referências Bibliográficas45

Pêndulo Simples 43 10 verificação da soma de forças 46

Tel./FAX: (6) 3511 2125 – Cx. Postal: 680 E-mail: sggranja@unemat-net.br

2.1 Precisão12

Lista de Figuras

em x2
3.2 Soma de dois segmentos2
3.3 Subtração de dois segmentos2
3.4 Cilindro do qual foram medidos o raio (R) e a altura (L)23
5.1 Disposição dos sensores: espaços iguais entre os sensores de passagem30
5.2 Disposição dos sensores: espaços diferentes entre os sensores de passagem30
6.1 Disposição dos sensores: espaços iguais entre os sensores de passagem34
6.2 Disposição dos sensores: espaços diferentes entre os sensores de passagem34

3.1 Gráfico indicando que a incerteza em w é simplesmente a projeção da incerteza

fotosensor; c) cronômetro digital dos fotosensores37
9.1 Pêndulo simples, segundo seu comprimento L e massa oscilante m43

7.1 Arranjo experimental de queda livre. A parte a) é a régua e suporte metálico dos cinco fotosensores e coletor do corpo de prova na parte inferior; b) desenho esquemático do sistema de liberação do corpo de prova e a sua detecção pelo 4

Lista de Tabelas

sublinha14
3.1 Valores de medidas do comprimento de uma haste19
3.2 Desvios e quadrados dos desvios das medidas de uma haste20
mente21

2.1 Comparação entre procedimento de truncamento e arredondamento feitos em alguns números. Os algarismos menos significativos estão marcados com uma 3.3 Resumo das incertezas absolutas e relativas para as quatro operações aritméticas, aceitável quando as incertezas de cada grandeza são estimadas subjetiva- 5

Parte I Conceitos e Fundamentos

1.1 Objetivos

Fornecer orientações básicas para elaboração dos relatórios sobre os ensaios ou experimentos realizados nas disciplinas de laboratório ou que necessitem de relatos quanto a procedimentos experimentais e seus resultados[1].

1.2 Introdução

A elaboração de relatórios é um dos objetivos das disciplinas de laboratório que merece destaque. Esta exigência deve-se a duas razões: uma intrínseca ao trabalho científico que exige a comunicação entre os pesquisadores, normalmente feita através de artigos em revistas especializadas; e outra que diz respeito ao caráter social da e a descoberta científica, pois a sociedade têm o direito de saber o que está sendo produzido nos organismos e projetos financiados por ela.

Assim, a confecção de relatórios é um treinamento para a atividade profissional que você desempenhará no futuro: a elaboração de artigos, textos para seus alunos, etc. Mas além disto ele também é um treinamento na confecção de qualquer documento que exija objetividade, clareza e precisão na comunicação de algum tipo de informação.

1.3 Características Gerais

Cada pessoa possui um estilo próprio de escrever e por isso não há uma forma única de elaboração de relatórios. Mas, a despeito da forma, algumas características são comuns a todos os bons relatórios. São elas:

1. Todo bom relatório estabelece com clareza qual o evento que foi estudado e que tipo de pergunta se o procura responder sobre o evento.

2. Os bons relatórios deixam claro, para quem os lê, quais foram os equipamentos utilizados, qual foi a o e montagem dos mesmos (isto pode ser feito esquematicamente) e o modo pelo qual estes equipamentos foram utilizados (procedimento experimental).

3. Um bom relatórios ainda explicita claramente qual (ou quais) foi (ou foram) os resultados obtidos (conclusões ou respostas à questão básica feita no Item 1 bem como as possíveis fontes de erro que não puderam a ser eliminadas. Pode trazer ainda sugestões para futuros experimentos.

4. Os bons relatórios possuem uma boa apresentação gráfica, seus dados são apresentados em tabelas convenientes e de fácil leitura e os gráficos são feitos em papel milimetrado ou computador. Tanto gráficos como tabelas podem vir no corpo do relatórios ou em apêndices.

1.4 Elaboração

Osrelatóriospodem, deacordocomanecessidade, serem divididos nas partes descritas a seguir:

INTRODUÇÃO - Deve estabelecer sem dúvidas (para você e para quem vai ler!) qual foi a questão sobre este evento que você pretende responder. Por exemplo: todo corpo solto perto da superfície da terra se movimenta em direção a ela. Este é o evento estudado. Sobre ele podemos elaborar uma série de perguntas, por exemplo: qual é a relação matemática entre a posição relativa da superfície e o tempo transcorrido desde o início do movimento? Esta seria uma questão básica do nosso experimento. Veja que, sobre um evento são possíveis várias questões. (Tente imaginar outra questão sobre o evento).

FUNDAMENTAÇÃOTEÓRICA - Diz respeito àqueles conhecimento sem os quais o experimento não poderia ser analisado. Veja bem, um conjunto de dados só começa a ter sentido se os dados forem o manipulados de uma forma préestabelecida na mente do experimentador. Sem os conceitos que permitem e esta manipulação os dados apresentados não levarão a conclusões alguma e o experimento terá sido inútil. Agora não se deve confundir Fundamentação Teórica com as Conclusões. A Fundamentação Teórica diz respeito aos conhecimentos específicos necessários à análise daquele experimento. Não adianta escrever que a água ferve a 100°C a uma pressão de 1atm se o experimento é sobre queda livre. A afirmação é correta porém irrelevante. No caso do exemplo do parágrafo anterior, a Fundamentação Teórica seria a descrição dos tipos de movimentos possíveis na situação descrita.

- Deve-se apresentar sucintamente, mas completamente, que materiais você usou (citando a marca, e o modelo se possível), a montagem dos mesmos (através de figuras e esquemas) e o seu procedimento: o que foi medido e como, quantas medições foram e feitas, fatores externos que influenciaram no seu experimento, etc.

RESULTADOS - Apresentar os dados obtidos de forma organizada, sendo sempre que possível em tabelas. Incluir comentários quando necessários. Indicar sempre a precisão das medidas e suas unidades.

ANALISE DOS DADOS - Os dados deverão ser analisados através de gráficos, quando for necessário, e/ou processamento dos valores medidos, de acordo com uma previsão de um modelo físico. Os parâmetros determinados experimentalmente serão confrontados com a previsão teórica.

CONCLUSÕES - As conclusões são a alma do relatórios. Nesta parte a resposta da questão básica formulada na introdução deve ser apresentada a partir dos dados obtidos durante o experimento. Aqui

Tel./FAX: (6) 3511 2125 – Cx. Postal: 680 E-mail: sggranja@unemat-net.br cabe uma ressalva: não existe experimento de laboratório que dê resultado errado. Não discuta com seus dados. Discuta com seu procedimento experimental. As conclusões não podem apontar em direção diferente aos dados que você obteve. Camuflar experimentos mal feitos é uma desonestidade com você e não com o professor. Faz parte das conclusões também as possíveis fontes de erro do experimento. As vezes é a mais importante parte do relatórios.

APÊNDICES Os Apêndices (opcionais) contém tabelas, gráficos, demonstrações matemáticas mais elaboradas, etc. Tudo que não for indispensável à leitura do relatórios pode ser colocado ali. Novamente use de seu bom senso para discernir o que deve vir como apêndice do restante

BIBLIOGRAFIA - Todas as obras e artigos consultados e citados devem ser listados. Não liste o que não citou. Não cite o que não listar.

1.4.1 Observações

(Parte 1 de 12)

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