Alexandre Suaide Ed. Oscar Sala sala 246 ramal 7072

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

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
Ajuste aos dados. As previsões baseadas nesse ajuste não são razoáveis v( u.a. ) Gráfico v vs t 45 Um ajuste de uma expressão qualquer aos dados nem sempre pode ser considerado um modelo empírico 40 35 30 25 20 Modelo empírico. Pode-se realizar previsões fora da região onde os dados foram adquiridos 15 10 5 0,0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 t (ua)

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 oC Inserir o tubo no cilindro. Iniciar cronometro quando a temperatura atingir 110oC Medir o tempo para variações de 5oC até atingir uma temperatura aproximadamente 5oC 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 = Tglicerina – Treservatório 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) 1 100 10 ESCALA (sempre múltipla de 10) 0,2 20 0,1 2 10 1

12 t (s) T (oC) 10 20 30 40 50 100 200 300

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 115oC 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