Reatório De Física Experimental, Resumos de Física Experimental

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DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA E TECNOLOGIAS

CURSO: ENGENHARIA MECÂNICA

RELATÓRIO DE FÍSICA EXPERIMENTAL

MEDIÇÕES DE GRANDEZAS BÁSICAS

Luanda, 2025

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA E TECNOLOGIAS

CURSO: ENGENHARIA MECÂNICA

RELATÓRIO DE FÍSICA EXPERIMENTAL

MEDIÇÕES DE GRANDEZAS BÁSICAS

Curso: Engenharia Mecânica Turma: EMC2_M 1º Ano 2º Semestre Turno: Manhã Sala: Pav 1

20242469 Adão Zola Da Silva Alberto 20242267 Luzembo Pedro Da Silva Alberto

20241685 Fernando Carlos Raimundo Monteiro

20241649 Janete De Carvalho José 20241280 José João Tomás

__________________________

Docente: Eng. Paulo Kaminda

Introdução No dia 30 de Abril de 2025, realizou-se uma aula de física experimental no laboratório, dedicada à medição de grandezas básicas, como tempo e raios de curvatura. O objetivo principal foi utilizar instrumentos com resoluções adequadas para: ● Determinar o raio de curvatura de três vidros de relógio utilizando um esferômetro e analisar os erros presentes nas medições. ● Determinar o período de oscilação de um pêndulo simples com o auxílio de uma barreira de luz e, a partir desse período. ● Deduzir o valor da aceleração gravitacional g , a partir do período e analisar os erros.

Objetivos: ● Compreender e aplicar métodos para determinação de grandezas físicas básicas, como raio de curvatura e aceleração gravitacional. ● Familiarizar-se com o funcionamento de instrumentos de medição, como o esferômetro, paquímetro e o sensor de barreira de luz. ● Analisar e interpretar erros experimentais, compreendendo sua propagação nos cálculos.

Fundamentação Teórica

Esferômetro O esferômetro é um instrumento utilizado para medir o raio de curvatura de superfícies esféricas. Sua operação baseia-se em considerações geométricas.

Figura 1: Considerações geométricas no esferômetro Equação (1) do raio de curvatura:

Equação 1

Onde: ● R : Raio de curvatura. ● a : Distância entre os pontos de apoio. ● h : Altura medida pelo esferômetro.

O valor a depende das posições dos pontos de apoio e foi indicado no laboratório a =15 mm para o vidro pequeno, a =25 mm para o vidro médio a =32 mm para o vidro grande. Assim, o raio R foi determinado medindo a altura h com o esferômetro.

Determinação do raio de curvatura de três vidros de relógio utilizando um esferômetro e analisando os erros presentes nas medições.

Material Utilizado ● Esferômetro; ● Vidros de relógio; Procedimento da experiência

1. Começamos medindo a distância h em várias posições diferentes dos vidros de relógio para ver se as variações são maiores do que a resolução do instrumento (0,01 mm). Se não fossem maiores, quer dizer, se obtinha o mesmo valor nas diferentes posições, tomando o valor medido de h e considerando como erro da medição simplesmente a resolução do instrumento. Mas se fossem maiores, mediam dez vezes essa grandeza, calculando o valor médio, o desvio padrão e o erro da média e finalmente determinando o raio do vidro pela equação (1). Calculamos o erro do raio a partir da propagação dos erros na equação (1), levando em conta que o valor a vem dado diretamente pelo fabricante e consideramo-lo com um erro desprezível, como se fosse uma constante. Repetimos o procedimento para os demais vidros e juntamos os valores numa tabela.

Resultados Vidro pequeno a = 15 mm

Nº med.

h (mm) 1,51 1,44 1,52 1,46 1,43 1,50 1,42 1,38 1,40 1, hmedia 1,45 mm

hm(mm) R m(mm) δh(mm) δR(mm) 1,45 mm 78,31 mm 0,01 mm 0,53 mm

Vidro médio a = 25 mm

Nº med. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

h (mm) 3,95 3,96 3,97 3,93 3,94 3,88 3,98 3,79 3,87 3,

hmedia 3.9 mm

hm(mm) R m(mm) δh(mm) δR(mm)

3,91 mm 81,87 mm 0,02 mm 0,39 mm

Vidro grande a = 32 mm

Nº med. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

h (mm) 4,10 4,09 4,07 4,08 4,06 4,05 4,03 4,02 4,01 4,

hmedia 4,05 mm

hm(mm) R m(mm) δh(mm) δR(mm)

4,05 mm 128,44 mm 0,01 mm 0,30 mm

Dedução do valor da aceleração gravitacional g , a partir do período.

Foi utilizado a seguinte fórmula para o cálculo da aceleração gravitacional g:

E para o erro de gravidade δg:

Mantivemos δT = 0,01 s e consideramos δℓ = 0,001 m obtivemos os seguintes resultados:

Determinamos assim o valor de médio da gravidade:

g médio = (9,78 + 9,75 + 9,80)/3 = gm = 9,78 ± 0,13 m/s²

l (m) Tm(s) g(m/s^2 ) δT(s) δg(m/s2) 0.705 1,687 9,78 0,01 0, 0.508 1,435 9,75 0,01 0, 0.406 1,280 9,80 0,01 0,

Conclusão

Este trabalho experimental permitiu-nos consolidar conhecimentos fundamentais em física, através da medição de grandezas básicas como raios de curvatura e aceleração gravitacional. Utilizando o esferômetro, determinamos com precisão os raios de três vidros de relógio, observando que o vidro médio apresentou a menor incerteza (δR = 0,39 mm), indicando maior regularidade na sua superfície. Por outro lado, o vidro pequeno mostrou maior dispersão nos dados (δR = 0,53 mm), possivelmente devido a irregularidades na sua curvatura.

No experimento com o pêndulo simples, obtivemos valores consistentes para a aceleração gravitacional g , com média de 9,78 ± 0,13 m/s², próximo do valor teórico esperado (9,81 m/s²). A pequena variação entre as medições (≤ 0,14 m/s²) reforça a confiabilidade do método, embora fatores como resistência do ar e pequenos desvios angulares possam ter influenciado os resultados.

Contribuição da Equipa

• Todos os membros participaram ativamente na coleta de dados e operação dos instrumentos.

Lições Aprendidas ✔ A necessidade de repetir medições para reduzir erros aleatórios. ✔ A utilidade de instrumentos de alta precisão (como o esferômetro) em medições delicadas.

Este relatório reflete não apenas os resultados obtidos, mas também o trabalho colaborativo e o empenho da equipa em aplicar métodos científicos rigorosos. Agradecemos ao docente pela orientação e à instituição pelos recursos disponibilizados.

"A ciência é feita de erros, mas erros que levam pouco a pouco à verdade."

• Jules Verne