À luz dos conceitos da disciplina, identifique os termos e procedimentos errôneos no texto abaixo e proponha a forma correta, justificando, em cada caso, a sua resposta:
O peso de um pistão automotivo de alumínio foi medido em uma balança de precisão com sensibilidade de 0,02 g. A indicação obtida foi 110,042 g. Sabendo que o erro máximo da balança é de
, não foi necessário compensar os erros sistemáticos para chegar ao resultado da medição de
Kg.
O peso de um pistão automotivo de alumínio foi medido em uma balança de precisão com sensibilidade de 0,02 g. A indicação obtida foi 110,042 g. Sabendo que o erro máximo da balança é de
Passo 1
Então, o exercício pede pra gente ler um textinho sobre medição de “peso” de um pistão, achar todos os termos ou procedimentos errados (unidades trocadas, confusão de conceitos etc.) e sugerir a forma certa, explicando o porquê de cada correção. Isso faz parte da matéria de Metrologia Experimental – vamos precisar lembrar:
- Diferença entre peso e massa;
- o que é sensibilidade (ou resolução) de um instrumento;
- erro máximo (ou incerteza) de um instrumento;
- quando e como compensar erro sistemático;
- regras de algarismos significativos e apresentação de resultados com incerteza.
Passo 2
Erro 1 – uso de “peso” em vez de “massa”
Teoria: em metrologia “peso” é força (Newton), “massa” é quantidade de matéria (kg, g). A gente mediu numa balança de precisão a massa do pistão, não o peso (força).
Correção: trocar “peso” por “massa”.
Teoria: em metrologia “peso” é força (Newton), “massa” é quantidade de matéria (kg, g). A gente mediu numa balança de precisão a massa do pistão, não o peso (força).
Correção: trocar “peso” por “massa”.
Passo 3
Erro 2 – sensibilidade de 0,02 g vs indicação de 110,042 g
Teoria: a sensibilidade (ou resolução) diz qual é o menor incremento que o instrumento consegue mostrar. Se a balança tem sensibilidade de 0,02 g, ela só dá leituras como 110,02; 110,04; 110,06 g. Não faz sentido aparecer 110,042 g.
Correção (duas opções, dependendo do instrumento real):
Teoria: a sensibilidade (ou resolução) diz qual é o menor incremento que o instrumento consegue mostrar. Se a balança tem sensibilidade de 0,02 g, ela só dá leituras como 110,02; 110,04; 110,06 g. Não faz sentido aparecer 110,042 g.
Correção (duas opções, dependendo do instrumento real):
- Se a leitura de 110,042 g está certa, a sensibilidade real é 0,001 g;
- Se a sensibilidade é 0,02 g mesmo, a leitura deve ser arredondada para 110,04 g.
Passo 4
Erro 3 – “erro máximo da balança é de 0,05 Kg”
Teoria: o erro máximo (ou incerteza sistemática máxima) deve estar na mesma unidade da leitura. E atenção: 0,05 Kg = 50 g, que é enorme perto de 110 g!
Correção: provavelmente o fabricante quis dizer 0,05 g, não 0,05 kg. Ou seja:
erro máximo = ±0,05 g.
Teoria: o erro máximo (ou incerteza sistemática máxima) deve estar na mesma unidade da leitura. E atenção: 0,05 Kg = 50 g, que é enorme perto de 110 g!
Correção: provavelmente o fabricante quis dizer 0,05 g, não 0,05 kg. Ou seja:
erro máximo = ±0,05 g.
Passo 5
Erro 4 – “não foi necessário compensar os erros sistemáticos”
Teoria: se a balança tiver erro sistemático (offset, linearidade etc.) e você o conhece (p. ex. um desvio de +0,03 g), você deve compensar subtraindo esse desvio. Só não compensa quando o fabricante garante que o instrumento já vem calibrado sem desvio ou quando o erro sistemático é desprezível frente à incerteza.
Correção:
– Se a balança estava calibrada e sem offset, basta mencionar “balança previamente calibrada, sem necessidade de compensação”;
– Senão, medi-se o desvio (por comparação com padrão) e aplica-se a correção:
Teoria: se a balança tiver erro sistemático (offset, linearidade etc.) e você o conhece (p. ex. um desvio de +0,03 g), você deve compensar subtraindo esse desvio. Só não compensa quando o fabricante garante que o instrumento já vem calibrado sem desvio ou quando o erro sistemático é desprezível frente à incerteza.
Correção:
– Se a balança estava calibrada e sem offset, basta mencionar “balança previamente calibrada, sem necessidade de compensação”;
– Senão, medi-se o desvio (por comparação com padrão) e aplica-se a correção:
Passo 6
Forma correta de expressar o resultado final
Teoria: os algarismos significativos do valor devem respeitar a ordem de grandeza da incerteza. Se a incerteza é ±0,05 g, o resultado deve ser dado com 2 casas decimais em gramas.
Supondo que a sensibilidade real seja 0,02 g, leitura arredondada a 110,04 g e incerteza ±0,05 g, ficamos com:
Teoria: os algarismos significativos do valor devem respeitar a ordem de grandeza da incerteza. Se a incerteza é ±0,05 g, o resultado deve ser dado com 2 casas decimais em gramas.
Supondo que a sensibilidade real seja 0,02 g, leitura arredondada a 110,04 g e incerteza ±0,05 g, ficamos com:
Em quilogramas, converte-se cada termo:
Resposta
- Trocar “peso” por “massa” (medimos massa, não peso).
- Ajustar sensibilidade ou leitura (0,02 g só permite mostrar 110,04 g, não 110,042 g; ou a sensibilidade real seria 0,001 g).
- Corrigir erro máximo para ±0,05 g (não 0,05 kg).
- Declarar se houve ou não offset e, se houver, compensar o erro sistemático.
- Apresentar o resultado respeitando algarismos significativos:
• Em gramas:
• Em quilogramas: