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DESVIO MÉDIO EM MEDIDAS DE SÓLIDOS GEOMÉTRICOS Erminio Erick da Costa RA: 201821318007 erick-erminio@hotmail.com INTRODUÇÃO A geometria é o ramo da matemática que estuda as figuras geométricas analisando suas propriedades e medidas no plano. O estudo das figuras planas está diretamente ligado aos conceitos da geometria euclidiana, que surgiu no período da Grécia Antiga. O cálculo relacionado à área das figuras planas geométricas se fez necessário em decorrência da importância disso para a construção das moradias, mas também para plantações. Tudo surgiu, portanto, de forma bastante intuitiva, nascendo em decorrência da necessidade e da observação humana. Euclides de Alexandria desenvolveu trabalhos matemáticos envolvendo a geometria, sendo a sua obra Os Elementos, a maior já publicada do ramo durante toda a história da humanidade. O objetivo do experimento é realizar medidas de perímetro e volume de diferentes sólidos geométricas e calcular a taxa de erro em cada um deles com auxílio de uma régua e um paquímetro. MATERIAIS E MÉTODOS ÁREA DE ESTUDO Para realizar as medidas dos sólidos geométricos foram utilizados uma régua (instrumento utilizado em geometria, próprio para traçar seguimentos de reta e medir distâncias pequenas. Também é incorporada no desenho técnico e na Engenharia. É composta por uma lâmina de madeira, plástico ou metal e pode conter uma escala, geralmente centimétrica e milimétrica) e um paquímetro (instrumento utilizado para medir a distância entre dois lados simetricamente opostos em um objeto). Se uma medida é realizada e o valor encontrado se aproxima do valor verdadeiro, temos uma medida acurada. Se um instrumento é capaz de medir pequenas frações de uma grandeza, dizemos que ele pode produzir medidas precisas. Como pode-se notar, uma medida pode ser acurada e pouco precisa, assim como pode ser precisa e pouco acurada. O desejável é que a medida seja acurada e precisa embora, por vários motivos, isto nem sempre seja possível. MÉTODOS O cálculo da área de um cilindro é dado por: -------------------------fórmula 1 => (A = 2πr(r+h)).r(r+h)). O cálculo do volume de um cilindro é dado por:--------------------- fórmula 2 => (V= πr(r+h)).r^2xh). O cálculo da área de um cone é dado por:----------------------------- fórmula 3 => (A = πr(r+h)).rh). O cálculo do volume de um cone é dado por:--------------------------fórmula 4 => (V = πr(r+h)).r^2xh/3). O cálculo da área de um prisma octogonal é dado por:---------------fórmula 5 => (A = Al+2Ab). O cálculo do volume de um prisma octogonal é dado por:-----------fórmula 6 => (V = Abxh). O cálculo da área de uma pirâmide quadrangular é dado por:-------fórmula 7 => ( A = (bh/2)x4 + Ab). O cálculo do volume de uma pirâmide quadrangular é dado por:---fórmula 8 => (V = Abxh/3). O cálculo da área de um prisma retangular é dado por:---------- fórmula 9 => (At = 2A1+2A2+2A3). O cálculo do volume de um prisma retangular é dado por:-----Fórmula 10 => (V = Abxh). O cálculo da área de uma pirâmide de base retangular é dado por:------Fórmula 11 => A = (bh/2)x2+3x(Ab). O cálculo do volume de uma pirâmide de base retangular é dado por:----Fórmula 12 => V = (Abxh). A área e o volume dos demais sólidos geométricos também podem ser dados a partir de algumas dessas fórmulas. Figura 1.1 Fórmula 1: A = 2πr(r+h)).r(r+h) => A = 2x3,14x1,45x(1,45+3,9) => A = 48,8 cm^2 Fórmula 2: V= πr(r+h)).r^2xh => V = 3,14x1,45^2x3,9 => V = 25,8 cm^3 Figura 1.2 Fórmula 1: A = 2πr(r+h)).r(r+h) => A = 2x3,14x1,5x(1,5+4) => A = 51,9 cm^2 Fórmula 2: V= πr(r+h)).r^2xh => V =3,14x1,5^2x4 => A = 28,3 cm^3 Figura 2.1 Fórmula 3: A = πr(r+h)).rh => A = 3,14x2x4,5 => A = 28,3 cm^2 Fórmula 4: V = πr(r+h)).r^2xh/3 => V = 3,14x2^2x4,5/3 => V = 18,9 cm^3 Figura 2.2 Fórmula 3: A = πr(r+h)).rh => A = 3,14x1,9x4,4 => A = 26,3 cm^2 Fórmula 4: V = πr(r+h)).r^2xh/3 => V = 3,14x1,9^2x4,4/3 => V = 16,7 cm^3 Figura 3.1 Fórmula 5: A = Al+2Ab => A = 32+2x4,8 => A = 41,6 cm^2 Fórmula 6: V = Abxh => V = 4,78x4 => V = 19,12 cm^3 Figura 3.2 Fórmula 5: A = Al+2Ab => A = 33,4+2x4,8 => A = 43 cm^2 Fórmula 6: V = Abxh => V = 4,78x4,01 => V = 19,16 cm^3 Figura 4.1 Fórmula 7: A = (bh/2)x4 + Ab => A = 24,18+15,21 => A = 39,4 cm^2 Fórmula 8: V = Abxh/3 => V = 15,21x3,1/3 => V = 15,8 cm^3 Figura 4.2 Fórmula 7: A = (bh/2)x4 + Ab => A = 22,09+14,5 => A = 36,6 cm^2 Fórmula 8: V = Abxh/3 => V = 14,5x2,9/3 => V = 14,01 cm^3 Figura 5.1 Fórmula 9: A = 2A1+2A2+2A3 => A = 2x10,6+2x4,6+2x8,4 => A = 47,2 cm^2 Fórmula 10: V = Abxh => V = 10,6x1,9 => V = 20,2 cm^3 Figura 5.2 Fórmula 9: A = 2A1+2A2+2A3 => A = 2x9,2+2x11,4+2x5,1 => A = 51,4 cm^2 Fórmula 10: V = Abxh => V = 11,4x2,02 => V = 23,1 cm^3 Figura 6.1 Fórmula 9: A = 2A1+2A2+2A3 => A = 2x5,5+2x11,3+2x4,06 => A = 41,8 cm^2 Fórmula 10: V = Abxh => V = 11,3x1,4 => V = 15,9 cm^3 Figura 6.2 Fórmula 9: A = 2A1+2A2+2A3 => A = 2x6,03+2x12,1+2x4,6 => A = 45,4 cm^2 Fórmula 10: V = Abxh => V = 12,1x1,5 => V = 18,1 cm^3 Figura 7.1 Fórmula 11: A = (bh/2)x2+3x(Ab) => A = (4,7x2)+(3x13,3) => A = 49,3 cm^2 Fórmula 12: V = (Abxh) => V = 4,7x3,4 => V = 15,9 cm^3 Figura 7.2 Fórmula 11: A = (bh/2)x2+3x(Ab) => A = (4,8x2)+(3x13,5) => A = 50,1 cm ^2 Fórmula 12: V = (Abxh) => V = 4,8x3,53 => V = 16,9 cm^3 Figura 8.1 Fórmula 9: A = 2A1+2A2+2A3 => A = 5,8x6 => A = 34,6 cm^2 Fórmula 10: V = Abxh => V = 5,8x2,4 => V = 13,9 cm^3 Figura 8.2 Fórmula 9: A = 2A1+2A2+2A3 => A = 6,4x6 => A = 38,4 cm^2 Fórmula 10: V = Abxh => V = 6,4x2,53 => V = 16,2 cm^3 ANÁLISE ESTATÍSTICA Para calcular o erro ou desvio médio Absoluto utiliza-se a seguinte fórmula: Para calcular a variância do desvio padrão utiliza-se a seguinte fórmula: O cálculo de dos erros será feito por meio das medidas obtidas de cada sólido geométrico, essas medidas foram obtidas com auxílio de uma régua e um paquímetro então os valores utilizados serão os de área de cada sólido geométrico obtidos com a régua e os valores de área de cada sólido obtidos com o paquímetro. Desvio Médio Absoluto Figuras 1.1 e 1.2 área: DMA = (48,8+51,9)/2 => DMA = 50,3 cm^2 Volume: DMA = (25,8+28,3)/2 => DMA = 27,05 cm^3 Figuras 2.1 e 2.2 área: DMA = (26,3+28,3)/2 => DMA = 27,3 cm^2 Volume: DMA = (16,7+18,9)/2 => DMA = 17,8 cm^3 Figuras 3.1 e 3.2 área: DMA= (41,6+43)/2 => DMA = 42,3 cm^2 Volume: DMA = (19,16+19,12)/2 => DMA = 19,14 cm^3 Figuras 4.1 e 4.2 área: DMA = (36,6+39,4)/2 => DMA = 38 cm^2 volume: DMA = (14,01+15,8)/2 => DMA = 14,9 cm^3 Figuras 5.1 e 5.2 área: DMA = (47,2+51,4)/2 => DMA = 49,3 cm^2 volume: DMA = (20,2+23,1)/2 => DMA = 21,6 cm^3 Figuras 6.1 e 6.2 área: DMA = (41,8+45,4)/2 => DMA = 43,6 cm^2 volume: DMA = (15,9+18,1)/2 => DMA = 17 cm^3 Figuras 7.1 e 7.2 área: DMA = (49,3+50,1)/2 => DMA = 49,7 cm^2 volume: DMA = (15,9+16,9)/2 => DMA = 16,4 cm^3 Figuras 8.1 e 8.2 área: DMA = (34,6+38,4)/2 => DMA = 36,5 cm^2 volume: DMA = (13,9+16,2)/2 => DMA = 15,05 cm^3 Variância de Desvio Padrão Figuras 1.1 e 1.2 área: σ = (48,8 – 50,3) => σ = -1,5 área: σ = (51,9 – 50,3) => σ = 1,6 Volume: σ = (25,8 – 27,05) => σ = -1,7 Volume: σ = (28,3 – 27,05) => σ = 1,25 Figuras 2.1 e 2.2 área: σ = (26,3 – 27,3) => σ = -1 área: σ = (28,3 – 27,3) => σ = 1 Volume: σ = (16,7 – 17,8) => σ = - 1,1 Volume: σ = (18,9 – 17,8) => σ = 1,1 Figuras 3.1 e 3.2 área: σ = (41,6 – 42,3) => σ = - 0,7 área: σ= (43 – 42,3) => σ = 0,7 Volume: σ = (19,16 – 19,14) => σ = 0,02 Volume: σ = (19,12 – 19,14) => σ = -0,02 Figuras 4.1 e 4.2 área: σ = (36,6 – 38) => σ = -1,4 área: σ = (39,4 – 38) => σ = 1,4 volume: σ = (14,01 – 14,9) => σ = -0,89 volume: σ = (15,8 – 14,9) => σ = 0,9Figuras 5.1 e 5.2 área: σ = (47,2 – 49,3) => σ = -2,1 área: σ = (51,4 – 49,3) => σ = 2,1 volume: σ = (20,2 – 21,6) => σ = -1,4 volume: σ = (23,1 – 21,6) => σ = 1,6 Figuras 6.1 e 6.2 área: σ = (41,8 – 43,6) => σ = -1,8 área: σ = (45,4 – 43,6) => σ = 1,8 volume: σ = (15,9 – 17) => σ = -1,1 volume: σ = (18,1 – 17) => σ = 1,1 Figuras 7.1 e 7.2 área: σ = (49,3 – 49,7) => σ = - 0,4 área: σ = (50,1 – 49,7) => σ = 0,4 volume: σ = (15,9 – 16,4) => σ = -0,5 volume: σ = (16,9 – 16,4) => σ = 0,5 Figuras 8.1 e 8.2 área: σ = (34,6 – 36,5) => σ = -1,9 área: σ = (38,4 – 36,5) => σ = 1,9 volume: σ = (13,9 – 15,05) => σ = -1,15 volume: σ = (16,2 – 15,05) => σ = 1,15 Percentual de desvio Médio Figuras 1.1 e 1.2 área: σ = (48,8 – 50,3) => σ = -1,5 área: σ = (51,9 – 50,3) => σ = 1,6 volume: σ = (25,8 – 27,05) => σ = -1,7 volume: σ = (28,3 – 27,05) => σ = 1,25 área = ((-1,5)+1,6)/2 = 0,05 => 5% volume = ((-1,7)+1,25)/2 = -0,22 => -22% Figuras 4.1 e 4.2 área: σ = (36,6 – 38) => σ = -1,4 área: σ = (39,4 – 38) => σ = 1,4 volume: σ = (14,01 – 14,9) => σ = -0,89 volume: σ = (15,8 – 14,9) => σ = 0,9 área = ((-1,4)+1,4)/2 => 0% volume = ((-0,89)+0,9)/2 = 0,005 => 0,5% Figuras 5.1 e 5.2 área: σ = (47,2 – 49,3) => σ = -2,1 área: σ = (51,4 – 49,3) => σ = 2,1 volume: σ = (20,2 – 21,6) => σ = -1,4 volume: σ = (23,1 – 21,6) => σ = 1,6 área = ((-2,1)+2,1)/2 = 0% volume = ((-1,4)+1,6)/2 = 0,1=> 10% RESULTADOS E DISCUSSÕES Com base nas medidas obtidas e dos cálculos de erro de desvio médio absoluto e variância de desvio padrão, pôde-se aferir que tudo tipo de medida, seja ela com mais ou menos precisão apresentará um erro, pois nesse experimento os valores foram obtidos por meio de uma régua e um paquímetro e por meio dos valore adquiridos com esses equipamentos de medidas é que se deu o cálculo de desvios padrões aplicando-os nas fórmulas apresentadas em métodos. O desvio-padrão, assim como a variância, é uma medida de dispersão. A função dele é mostrar como ocorre a dispersão dos elementos da população ou da amostra com relação à média dessas mesmas populações e amostras. De forma sucinta o desvio-padrão trata-se da raiz quadrada da variância, ou seja, calculando-se essa última poderemos obter o primeiro bastando retirar a raiz para isso. Quando avaliamos o desvio padrão podemos afirmar que quanto maior for o desvio-padrão, maior será a dispersão em relação à média, quanto menor o desvio-padrão, menor o desvio haverá em relação à média. O desvio-padrão tem a mesma unidade da média. Se a média estiver em percentual, o desvio- padrão estará em percentual, se a média estiver em metros, o desvio-padrão estará em metros, se a média estiver em graus, o desvio-padrão estará em graus. Isso também aplica-se à variância. CONCLUSÃO Todos os métodos pra a conclusão de erros em medidas puderam ser aplicadas neste experimento e assim pôde-se adquirir conhecimentos básicos de como obter valores aproximados dos tamanhos exatos de qualquer objeto que possa ter sua superfície medida. REFERENCIAS BIOGRÁFICAS https://www.todoestudo.com.br/matematica/figuras-geometricas https://pt.wikipedia.org/wiki/Régua https://linkconcursos.com.br/o-que-e-desvio-padrao-diferencas-amostra-populacao/ http://cabecaspensantess.blogspot.com/2013/10/desvio-medio-simples.html