Questão 7 - Uma estudante realiza as medidas de comprimento e de massa de uma peça metálica uniforme, sem irregularidades visíveis, utilizando um paquímetro e uma balança semianalítica calibrados adequadamente. A estudante sabe utilizar os aparelhos de medição com destreza e confiança e conhece uma fórmula teórica precisa para calcular o volume da peça. Para fazer a estimativa de erro do cálculo da densidade da peça, a estudante deve levar em conta os erros:
Escolha uma opção:
d.
de paralaxe.
Escolha uma opção:
de paralaxe.
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. A estudante está medindo o comprimento e a massa de uma peça metálica usando um paquímetro e uma balança semianalítica. Ela quer calcular a densidade da peça e, para isso, precisa estimar o erro no cálculo da densidade. Então, a pergunta é: Quais erros ela deve considerar ao estimar esse erro na densidade? O conteúdo que vamos usar aqui envolve medidas de erro e cálculo de densidade. Precisaremos entender como os erros nas medidas de comprimento e massa afetam o cálculo da densidade.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar como se calcula a densidade. A densidade (
) é dada pela fórmula:
A estudante está medindo a massa diretamente com a balança, mas para obter o volume, ela está usando uma fórmula teórica que provavelmente envolve as medidas de comprimento obtidas com o paquímetro.
Passo 3
Agora, para estimar o erro na densidade, precisamos considerar como os erros nas medidas de massa e comprimento afetam o resultado final. Isso envolve o cálculo de propagação de erros. A propagação de erros nos mostra como incertezas nas medidas de entrada (massa e volume) afetam a incerteza na quantidade calculada (densidade).
Passo 4
Vamos pensar nos tipos de erros que podem ocorrer:
- Erro sistemático: Erros que ocorrem de forma consistente devido a falhas no instrumento ou no método de medição.
- Erro aleatório: Variações imprevisíveis nas medições devido a flutuações no ambiente ou no processo de medição.
- Erro de paralaxe: Erro que ocorre quando a leitura de um instrumento é feita de um ângulo, fazendo com que a visão não seja perpendicular à escala do instrumento.
Passo 5
No contexto da medição com um paquímetro e uma balança semianalítica:
- Erro sistemático pode ocorrer se os instrumentos não estiverem calibrados corretamente.
- Erro aleatório pode acontecer devido a pequenas variações na maneira como as medições são feitas.
- Erro de paralaxe geralmente é mais relevante em instrumentos que precisam ser lidos visualmente, como medições com régua ou ponteiros, mas menos comum em paquímetros e balanças modernas que possuem leituras digitais.
Passo 6
Portanto, ao estimar o erro na densidade, a estudante deve considerar os erros que realmente afetam as medições de massa e comprimento. O erro de paralaxe, nesse caso, é menos provável de ser significativo porque os instrumentos mencionados (paquímetro e balança semianalítica) são projetados para minimizar esse tipo de erro, especialmente se forem digitais.
Passo 7
Em vez disso, ela deve focar nos erros sistemáticos e aleatórios das medições de massa e comprimento, bem como na propagação desses erros ao calcular o volume e, consequentemente, a densidade.
Resposta
A estudante deve levar em conta erros sistemáticos e aleatórios nas medições de massa e comprimento ao estimar o erro no cálculo da densidade da peça.