Por que é necessária a utilização de sistemas diferentes para medida de cilindros concêntricos?
Passo 1
O enunciado pergunta por que, ao medir dois cilindros concêntricos (um eixo externo e um furo interno), é preciso usar dois sistemas de medição distintos. O conteúdo envolvido é metrologia dimensional aplicada a diâmetros: para medir o diâmetro externo de um cilindro usa-se um instrumento, e para o diâmetro interno (furo) outro.
Passo 2
Considere primeiro o diâmetro externo
. A superfície é convexa, e o micrômetro externo – ou paquímetro externo – funciona comprimindo a peça entre duas faces planas (ou um fuso e uma bigorna), gerando uma força radial de fora para dentro. Esse arranjo mecânico é calibrado para medir precisamente superfícies externas.
Passo 3
Agora veja o diâmetro interno
. A superfície é côncava (um furo), então não adianta usar as faces de um micrômetro externo: elas não alcançam nem se acomodam corretamente dentro do furo. Em vez disso usa-se um interno (por exemplo, um micrômetro interno de expansão, relógio comparador com brocas ou calibrador de diâmetro interno), que funciona por expansão radial de sondas que tocam a parede interna do furo.
Passo 4
Esses dois sistemas diferem em forma de contato, direção da força de medição e geometria dos elementos de medição:
- No externo, a força vai do exterior para o centro, tocando uma superfície convexa.
- No interno, aplica-se uma força de dentro para fora, tocando uma superfície côncava.
Cada sistema é projetado e calibrado para minimizar erros (atrito, deformação elástica, inclinação das faces de contato) no seu tipo de superfície.
Passo 5
Se tentássemos usar o mesmo instrumento nos dois casos, teríamos forte perda de precisão: o micrômetro externo não alcança nem se apoia de forma estável dentro do furo, e o interno não protege nem centraliza adequadamente a peça externa. Por isso são sistemas distintos, cada um otimizado para sua aplicação.
Resposta
É necessário usar sistemas diferentes porque as superfícies convexa (externa) e côncava (interna) exigem arranjos mecânicos de contato, direções de força e calibração distintos para garantir precisão e repetibilidade na medição de cada diâmetro.