Relatório De Experimental 2ª Experiência Medidas De Tempo

Transcript

Universidade Federal de Campina Grande – Campus de Cuité Centro de Educação e Saúde Unidade Acadêmica de Educação Disciplina: Física Experimental I Turma: 02 Prof.° Vera Solange de Oliveira Farias Data: 07/11 /2011 Nome: José Robson da Costa Venâncio Matrícula: 81111069 Turno: Noturno Nome: Alexsandro silva santos Matrícula: 81111052 Nome: João Paulo Batista Dantas Matrícula: 81111237 INTRODUÇÃO A medição do tempo apresenta dois aspectos: a seqüência e a durabilidade (intervalo de tempo) dos acontecimentos. Tanto na vida diária, quanto para alguns propósitos científicos, é necessário saber a hora para ordenar os acontecimentos. Na maioria dos trabalhos científicos, deseja-se saber a duração do evento (intervalo de tempo). Assim, qualquer padrão de tempo deve ser capaz de responder às seguintes perguntas: “a que horas ocorre um determinado evento?” e “quanto tempo dura?”. Pode-se usar como medida de tempo qualquer fenômeno que se repita. O método de medição consiste em contar as repetições. Por exemplo, podem ser usados um pêndulo em oscilações, um oscilador massa-mola ou um cristal de quartzo. Atualmente, o instrumento mais utilizado para medir o tempo é o cronômetro digital que, em geral, tem uma resolução de 0,01 s. O seu manejo é muito simples e o que deve ser considerado é a incerteza a ser associada na medição de um intervalo de tempo. Experiências mostram que o tempo de reação de uma pessoa com reflexos normais tem um valor próximo de 0,2 s. Este é o tempo médio que uma pessoa leva para reagir a um estímulo. Assim, entre o instante da observação do início de um fenômeno e o instante do acionamento do cronômetro há um atraso de cerca de 0,2 s. Felizmente, no fim do fenômeno deve haver uma atraso da mesma ordem no travamento do cronômetro. Então, na medição manual de um intervalo de tempo (desde que não seja muito pequeno), a incerteza a ser considerada na leitura deve ser menor que o tempo de reação. É óbvio que, nesse caso, a incerteza deve depender do experimentador, mas, em geral, as medidas são compatíveis com um desvio de 0,1 s. Logo, uma única leitura de um intervalo de tempo medido através do acionamento manual de um cronômetro pode ser expressa assim: Onde t é o valor lido. Δt  (t  0,10) s OBJETIVOS Determinar o tempo de reação individual de um experimentador e a incerteza a ser considerada na medição de um intervalo de tempo feita por ele. MATERIAL Corpo Básico (1), Armadores (2.1), Esfera com gancho (2.2), Escala Milimetrada Complementar (2.5), Cronômetro (2.21), Régua Milimetrada (2.27) e cordão. MONTAGEM PROCEDIMENTOS Foi realizado um experimento de medidas de tempo com um régua de 30 cm para medir os reflexo de um pessoa.Peça a um colega para segurar a extremidade superior da Régua de 30 cm na posição vertical, com a marca zero dirigida para baixo. Posicione seus dedos (polegar e indicador) entreabertos na marca zero da Régua. Quando o seu colega soltar a Régua, sem prévio aviso, segure-a fechando os dedos. Não abaixe nem suba a mão. Observa em que marca você segurou e anote a distância s de queda da Régua na tabela I, Repita os passos anteriores até preencher a tabela. Com o auxílio dos Armadores, arme o Corpo Básico e prepare-o para a posição vertical de trabalho. Para isso, retire os parafusos tipo borboleta com arruelas que fixam os braços do Sistema Fixador de Inclinação (1.7). Coloque o plano que contém a Lingueta Graduada (1.8) na posição vertical e introduza os parafusos retirados nos orifícios superiores das Travas Verticais (1.11). A seguir, suspenda a Lingueta (até que a parte móvel da escala complemente a parte fixa) e fixe-a através de dois parafusos borboleta. Amarre um cordão no gancho da Esfera, formando, assim, um pêndulo. Pendure-o no gancho central da Lingueta Graduada, de forma que o comprimento do pêndulo, do gancho até o centro da esfera, tenha entre 50 e 90cm. Meça e anote o comprimento L do pêndulo com o auxílio da Escala Milimetrada Complementar. Dê um pequeno impulso na Esfera, de forma que o pêndulo oscile num plano paralelo ao que contém a Lingueta Graduada. O impulso deve ser tal que o centro da esfera não desloque mais que a largura da Lingueta. Meça o intervalo de tempo gasto para que a Esfera complete dez oscilações. Para não haver confusão, acione o cronômetro na contagem zero e trave-o na contagem dez. Anote o intervalo de tempo medido na tabela II.Sempre da mesma forma, até preencher a totalmente. MEDIDA/TABELAS TABELA I (Distâncias de queda) Alexsandro 1ª S (cm) 2ª 11 3ª 14 4ª 6 Comprimento do pêndulo: 13 15 6ª 12 7ª 7 8ª 18 9ª 10 10ª 11 L = 25cm TABELA II (Intervalos de tempo) Alexsandro 1ª 2ª 3ª t (s) 5ª 4ª 5ª 6ª 7ª 8ª 9ª 10ª 18,25 18,22 18,31 18,15 18,35 18,15 18,32 18,32 18,38 18,40 TABELA I (Distâncias de queda) Robson S (cm) 1ª 14 2ª 13 3ª 4ª 8 14 Comprimento do pêndulo: 5ª 12 18,23 18,27 13 7ª 10 8ª 19 9ª 15 10ª 17 L = 25cm TABELA II (Intervalos de tempo) Robson 1ª 2ª 3ª 4ª t (s) 6ª 5ª 6ª 18,38 18,18 18,33 18,25 7ª 8ª 9ª 10ª 18,34 18,36 18,28 18,39 TABELA I (Distâncias de queda) João Paulo 1ª S (cm) 13 2ª 12 3ª 7 Comprimento do pêndulo: 4ª 13 5ª 15 L = 25 cm 6ª 12 7ª 12 8ª 18 9ª 16 10ª 10 TABELA II (Intervalos de tempo) João Paulo t (s) 1ª 2ª 3ª 4ª 5ª 6ª 7ª 8ª 9ª 10ª 18,28 18,22 18,38 18,17 18,28 18,25 18,34 18,36 18,39 18,45 PROCEDIMENTOS E ANÁLISES Com base, mas informações das tabelas I e calculando no M.K.S, os tempos de queda da Régua e desprezando a resistência do ar. O movimento é de queda livre, onde. g=980 cm/ s2 Os resultados obtidos foram, conforme mostrado na tabela III: TABELA III Alexsandro 1ª 2ª 3ª 4ª 5ª 6ª 7ª 8ª 9ª 10ª S (cm) 11 14 6 13 15 12 7 18 10 11 t (s) 0,15 0,16 0,11 0,16 0,17 0,15 0,11 0,19 0,14 0,15 1ª 2ª 3ª 4ª 5ª 6ª 7ª 8ª 9ª 10ª TABELA III Robson S (cm) 14 13 8 14 12 13 10 19 15 17 t (s) 0,16 0,16 0,13 0,16 0,15 0,16 0,14 0,20 0,17 0.18 2ª 3ª 4ª 5ª 6ª 7ª 8ª 9ª 10ª TABELA III João Paulo 1ª S (cm) 13 12 7 13 15 12 12 18 16 10 t (s) 0,15 0,11 0,16 0,17 0,15 0,15 0,19 0,18 0,15 0,16 A partir do calculo do valor médio tabela III dos tempos de queda da Régua. O tempo que, ao ser estimulado, foi gastou para reagir. É o tempo tr de reação foi: Tabela III Alunos Alexsandro Robson João Paulo MEDIAS DE TEMPO 0, 149 s 0,161 s 0,157 s Fazendo o tratamento estatístico para o conjunto de intervalos de tempo anotado na tabela II. O valor médio e o correspondente desvio padrão da média foram: Aluno Alexsandro Tratamento Estatístico Δt  (t  σ Δtm ) s → ∆t = (18,285  0,028) s (pega o desvio e multiplica por três), o desvio 0,089. 3 =0,267 18,285- 0,267 =18,018 18,285+0,267 =18,552 18,018 Aluno 18,285 18,552 Robson Tratamento Δt  (t  σ Δtm ) s → ∆t = (18,301 0,022 ) s Estatístico (pega o desvio e multiplica por três), o desvio 0,069. 3 =0,207 18,301- 0,207 =18,094 18,301 +0,207 =18,508 18,094 Aluno 18,301 18,508 João Paulo Tratamento Δt  (t  σ Δtm ) s → ∆t =( 18,3120,027 ) s Estatístico (pega o desvio e multiplica por três), o desvio 0,086. 3 =0,258 18,312 - 0,258 =18,054 18,054 18,312+0,258 =18,57 18,312 18,57 Todas as medidas foram aceitáveis no Tratamento de dados Estatísticos. CONCLUSÕES Todas as medidas que foram feitas na tabela II pelo programa labfit são aceitáveis no Tratamento de dados Estatísticos. Ao se frear um carro, obedecendo a um sinal de trânsito, o tempo de reação individual é muito importante. Pois e através do seu tempo de reação, que ele pode parar o carro no tempo, embora varie o tempo de reação das pessoas essa variação e muito pequena, tornando assim possível encontrar um tempo padrão para construção de sinais de trânsito. Sendo assim o tempo de reação individual é muito importante ao se medir um intervalo de tempo da ordem do tempo de reação para poder criar um padrão acima desse intervalo minimizando a quantidades de erro em medida de tempo e a qualidade dos dados. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Silva, W.P.; Silva, C. M. D. P. S. Labfit curve fitting software, V.7.2.46 (2009a); online, disponível em :www.labfit.net, data de acesso: outubro/2011). Young.HughD.Física I /Young e Freedman;tradução Sonia Midori Yamamoto; revisão técnica adir Moysés Luiz.- 12.ed.-São Paulo :Addison Wesley.2008. Nussenzveig, Herck Moysés. Curso de Física Básica /H. Moysés Nussenzveig,- 4ª edição – São Paulo: Edgard bucher.2002.Física I,Mecânica. O roteiro desta experiência foi adaptado da apostila do Curso de Física Experimental do ITA, elaborado pelos Professores Maria Alves Guimarães e Batista Gargione Filho. HALLIDAY, D. & RESNICK, R. Física 1. 5.ed. Rio de Janeiro, Livros Técnicos e Científicos,2003.