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Alexandre Suaide Ed. Oscar Sala sala 246 ramal 7072 Introdução às Medidas em Física Bloco I, 11 a Aula (31/05/2005)

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Apresentação em tema: "Alexandre Suaide Ed. Oscar Sala sala 246 ramal 7072 Introdução às Medidas em Física Bloco I, 11 a Aula (31/05/2005)"— Transcrição da apresentação:

1 Alexandre Suaide Ed. Oscar Sala sala 246 ramal 7072 Introdução às Medidas em Física Bloco I, 11 a Aula (31/05/2005)

2 Medidas de temperatura Experiências de velocidade – Medimos a velocidade (e aceleração) de um corpo em queda livre (ou rotação) e comparamos com modelos físicos pre-estabelecidos Teste da validade de uma previsão teórica Como fazer quando não estabelecemos um modelo físico para comparar com os dados obtidos?

3 Fórmulas empíricas Fórmulas empíricas (ou modelos empíricos) são expressões matemáticas que tentam descrever o comportamento físico observado – Não precisa ter fundamentos teóricos sólidos – Não é um simples ajuste de curvas. A expressão matemática obtida deve ser capaz de prever resultados fora da região onde os dados foram tomados

4 Ex: Velocidade de queda de um pára-quedista Um ajuste de uma expressão qualquer aos dados nem sempre pode ser considerado um modelo empírico ,0 v( u.a. ) t (ua) Gráfico v vs t Ajuste aos dados. As previsões baseadas nesse ajuste não são razoáveis Modelo empírico. Pode- se realizar previsões fora da região onde os dados foram adquiridos

5 Como estabelecer um modelo empírico para um fenômeno físico Deve-se tomar os dados necessários A partir desses dados testam-se várias hipóteses diferentes Verifica-se qual hipótese descreve melhor os dados e se as previsões fornecidas por essas hipóteses são razoáveis Ex: no caso do pára-quedas, espera-se que a velocidade de queda seja constante após um intervalo de tempo. Assim, modelos empíricos devem satisfazer essas condições O modelo aplicado deve ser capaz de se adaptar a condições experimentais diferentes. Ex: devemos ser capaz de utilizar a mesma expressão matemática (não necessariamente com os mesmos valores de parâmetros) para dois pára-quedistas e pára-quedas diferentes.

6 Determinação de um modelo empírico para resfriamento de um corpo Arranjo experimental – Tubo de glicerina no qual inserimos um termopar – Tubo é colocado em um cilindro com fluxo de ar constante. Isso mantém a temperatura ambiente constante ao redor do tubo Procedimento: – Medir a temperatura do cilindro de ar (sem o tubo) (5 vezes em intervalos de tempo de 1 min) – Aquecer o tubo até aproximadamente o C – Inserir o tubo no cilindro. – Iniciar cronometro quando a temperatura atingir 110 o C – Medir o tempo para variações de 5 o C até atingir uma temperatura aproximadamente 5 o C maior que a do cilindro.

7 Análise dos dados Qual a incerteza na temperatura? Consultar manual do termômetro Qual a incerteza em tempo? – Quanto tempo o experimentador leva para perceber o valor de tempo no cronometro? – Como isso se compara ao tempo de resposta do experimentador, medido na aula 7? – Qual fator é mais importante? Qual a incerteza no tempo?

8 Análise gráfica dos resultados Fazer o gráfico: – T = T glicerina – T reservatório – Fazer o gráfico de T como função do tempo O gráfico obtido é uma reta? Como descrever o comportamento esperado para a temperatura?

9 Modelo empírico Muitas leis de decaimento em Física possuem comportamento exponencial. Podemos utilizar o nosso conhecimento pré- estabelecido e aplicar essa mesma fenomenologia para o esfriamento da glicerina Como testar essa hipótese – Teste gráfico Papel mono-log – O papel mono-log é muito útil para fazer gráficos de funções exponenciais pois as mesmas são representadas como retas nesse tipo de papel

10 Papel mono-log O papel mono-log é bom para gráficos do tipo Aplicando log dos dois lados Equação de reta

11 Década (igualmente válido para o eixo X) ,1 0,2 1 ESCALA (sempre múltipla de 10)

12 t (s) T ( o C)

13 Atividades Tomada de dados da experiência – Não esquecer de medir a temperatura do cilindro (5 vezes em intervalos de 1 min) – Não aquecer a glicerina acima de 115 o C Fazer o gráfico linear de T vs. tempo Fazer o gráfico mono-log de T vs. Tempo Trazer esses gráficos prontos na próxima aula para discussão e análise dos resultados


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