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Universidade Federal de Campina Grande – UFCG Disciplina: Física Experimental I Professor: Wilton relatório do experimento: medidas de tempo Aluno: Yukio ferreira yabuta MATRÍCULA: 21021637 Introdução Nesse relatório é relatado o experimento de Medidas de Tempo, que foi realizado no dia 29 de agosto de 2011, promovido pela disciplina de Física Experimental, ministrada pela professora Cleide. Objetivo Tem como objetivo 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 utilizado Corpo Básico (1), Armadores (2,1), Esfera com gancho (2.2), Escala Milimetrada Complementar (2.5), Cronômetro (2.21), Régua Milimetrada (2.27) Cordão. montagem pROCEDIMENTOS E ANÁLISES pROCEDIMENTOS Os experimentos feitos em sala de aula foram divididos em duas partes e realizados em dupla, primeira parte usando Régua Milimetrada e na segunda parte usando um pêndulo. Em relação ao experimento da régua milimetrada, temos os seguintes procedimentos e análises: Pedimos a um colega para segurar a extremidade superior da régua na posição vertical, com a marca zero dirigida para baixo. O experimentador deve posicionar seus dedos (polegar e indicador) entreabertos na marca zero da régua. Quando o colega soltar a régua, sem aviso prévio, segure-se fechando os dedos, sem abaixar nem subir a mão. Observamos em que marca o experimentador segurou e em seguida anotamos a distancia s de queda da régua nas tabelas I-A. Depois de completar a tabela I-A, trocou-se de função com o colega e realizou-se novas medições, descritas na tabela I-B. Agora em relação ao experimento do pêndulo, os procedimentos e as análises são: Com o auxílio dos armadores, armamos o corpo básico e preparamos na posição vertical de trabalho. Para isso, retiramos os parafusos tipo borboleta com arruelas que fixam os braços do sistema fixador de inclinação. Colocamos o plano que contém a lingüeta graduada na posição vertical e introduzimos os parafusos retirados nos orifícios superiores das travas verticais. A seguir, suspendemos a lingüeta (até que a parta móvel da escala complemente a parte fixa) e fixamos através de dois parafusos borboletas. Amarramos um cordão no gancho da esfera, formando, assim, um pêndulo. Penduramos no gancho central da lingüeta graduada de forma que o comprimento do pêndulo, do gancho até o centro da esfera, tenha entre 50 e 90 cm. Medimos e anotamos o comprimento L do pêndulo com o auxílio da escala milimetrada complementar. Provocamos um pequeno impulso na esfera, de forma que o pêndulo oscilou num plano paralelo ao que contém a lingüeta graduada e o centro da esfera não deslocou mais que a largura da lingüeta. Medimos o intervalo de tempo gasto para que a esfera completasse dez oscilações. Para que não houvesse confusão, acionamos o cronômetro na contagem zero e paramos na contagem de dez oscilações. Em seguida, anotamos o intervalo de tempo medido na tabela III-A. Depois de completar a tabela III-A, trocou-se de função com o colega e realizou-se novamente os processos 3 e 4, até preencher a tabela III-B. Dados e tabelas Dados coletados: TABELA I-A (distâncias de queda) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 16,0 14,8 18,2 15,5 14,0 10,0 11,6 7,6 13,9 6,3 TABELA I-B (distâncias de queda para o colega) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12,3 15,8 21,5 23,0 13,5 17,7 14,8 14,6 24,9 15,0 Comprimento do pêndulo: L = 82 cm TABELA II-A (Intervalo de tempo) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 16,87 16,53 16,25 16,73 16,68 16,68 16,69 16,56 16,60 16,66 TABELA II-B (Intervalo de tempo para o colega) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 16,69 16,31 17,19 16,54 16,25 16,25 16,44 16,43 17,00 16,16 análise Com os dados da tabela I, calculou-se os tempos de queda da régua. Observou-se que, desprezando a resistência do ar, o movimento é de queda livre, dado por . Anotou-se os resultados nas tabelas III. Adotamos TABELA III-A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 16,0 14,8 18,2 15,5 14,0 10,0 11,6 7,6 13,9 6,3 0,181 0,174 0,193 0,178 0,169 0,143 0,154 0,124 0,168 0,133 TABELA III-B (para o colega) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12,3 15,8 21,5 23,0 13,5 17,7 14,8 14,6 24,9 15,0 0,158 0,179 0,209 0,216 0,166 0,190 0,174 0,172 0,225 0,175 Utilizou-se a tabela III-A para calcular o valor médio dos tempos de queda da régua. Esse é o tempo que, ao ser estimulado, gastou-se para reagir. É o seu tempo de reação. Repitiu-se o cálculo para a tabela III-B. Para a tabela III-A : t̅ = 1/n Δti t̅ = 1/10 (0,181+0,174+0,193+0,178+0,169+0,143+0,154+0,124+0,168+0,133) t̅ = 1/’0(1,617) t̅ = 0,162 Para a tabela III-B : t̅ = 1/n Δti t̅ = 1/10 (0,158+0,179+0,209+0,216+0,166+0,190+0,174+0,172+0,225+0,175) t̅ = 1/’0(1,864) t̅ = 0,186 Fez-se o tratamento estatístico para cada conjunto de intervalos de tempo anotando nas tabelas II. Em cada caso, escreveu-se o valor médio e o correspondente desvio padrão da média: Para a tabela II-A: Δt̅ = 1/n Δti Δt̅ = 1/10(16,87+16,53+16,25+16,73+16,68+16,68+16,69+16,56+16,60+16,66) Δt̅ = 1/10(166,25) Δt̅ = 16,625 Agora, σ Δtm = 1/n σ Δtm =1/10 σ Δtm =1/10 σ Δtm = 0,0487134 σ Δtm = 0,05 Assim, temos Δt = (16,62 ± 0,05)s Para a tabela II-B: Δt̅ = 1/n Δti Δt̅ = 1/10(16,69+16,31+17,19+16,54+16,25+16,25+16,44+16,43+17,00+16,16) Δt̅ = 1/10(165,26) Δt̅ = 16,526 Agora, σ Δtm = 1/n σ Δtm =1/10 σ Δtm =1/10 σ Δtm = 0,1020979 σ Δtm = 0,10 Assim, temos Δt = (16,53 ± 0,10)s CONCLUSÃO Logo, alcançamos nosso objetivo, pois conseguimos definir o tempo de reação individual e a incerteza da medição do intervalo de tempo. O tempo médio da reação pode diminuir a probabilidade de ocorrer um imprevisto, por exemplo, quanto menor o tempo de reação do individuo, menor será o tempo no qual o individuo nota o sinal fechado, tornando-se possível frear o carro antes de chegar ao sinal. A medição na ordem do tempo de reação pode ser desprezada, pois há grande chance de ocorrer falhas. Mas, se o intervalo de tempo foi muito maior que o tempo de reação individual a precisão da medida será maior. Pra que os cálculos relacionados às Tabelas III-A e III-B, tenham valores mais próximos, pode-se Fazer o cálculo da variância, e encontrar um intervalo onde esses valores se encontram. Para expressar a média de um intervalo de tempo com o acionamento manual de um cronômetro, para uma única leitura, devemos subtrair a medida obtida pelo cronômetro do tempo de reação individual, assim achando a incerteza, para muitas leituras, devemos subtrair o resultado verdadeiro do calculo médio e do desvio da média do tempo de reação. Uma sugestão visando melhorar a compreensão e a qualidade do experimento seria se possível a presença dos monitores tanto para auxiliar quanto para ajudar nas diversas dúvidas que os alunos obtêm devido ao experimento. _1232302252.unknown _1232302570.unknown _1232302670.unknown _1232303773.unknown _1232302441.unknown _1232302453.unknown _1232302274.unknown _1232301662.unknown _1232301697.unknown _1232302113.unknown _1232301619.unknown _1232301551.unknown