A temperatura é sempre uma fonte de erros aleatórios ou sistemáticos? Justifique sua resposta com um exemplo.
Passo 1
Beleza, então a pergunta é: “A temperatura é sempre uma fonte de erros aleatórios ou sistemáticos? Justifique com um exemplo.” Isso cai em Erros de Medida, onde a gente aprende dois tipos principais de erro: aleatório e sistemático. Para responder, vamos precisar:
- Entender o que é erro aleatório e o que é erro sistemático.
- Ver como a temperatura pode gerar cada um desses erros.
- Dar um exemplo prático pra ficar claro.
Passo 2
Primeiro, o que é erro aleatório? É aquele erro que muda de uma medição pra outra sem padrão definido, tipo “vai e vem” de valores por causa de flutuações pequenas e imprevisíveis.
Já o erro sistemático é um desvio constante, pras medidas ficarem sempre “puxadas” pro mesmo lado. Ele não some fazendo mais medições; é lá, sempre empurrando o valor.
Já o erro sistemático é um desvio constante, pras medidas ficarem sempre “puxadas” pro mesmo lado. Ele não some fazendo mais medições; é lá, sempre empurrando o valor.
Passo 3
Como a temperatura gera erro aleatório? Pense num sensor de tensão (um termopar, por exemplo). Por causa de pequenas variações térmicas no equipamento e no ambiente, a tensão de saída oscila um pouquinho a cada leitura. Essas flutuações, que não seguem padrão, são erros aleatórios.
Passo 4
E como a temperatura gera erro sistemático? Imagine que você mede o comprimento de uma régua de aço a 20 °C, mas depois faz todas as medições a 30 °C sem compensar. A régua vai se expandir de forma previsível, deslocando todas as suas leituras. A expansão térmica de um objeto é dada por
onde
• é o coeficiente de dilatação térmica do material,
• é o comprimento original,
• é a variação de temperatura.
Como essa mudança é sempre na mesma direção (aumenta ou diminui o comprimento), ela gera um erro sistemático.
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Como essa mudança é sempre na mesma direção (aumenta ou diminui o comprimento), ela gera um erro sistemático.
Passo 5
Exemplo resumido:
- Erro aleatório por temperatura: meu termômetro eletrônico fica “piscando” uns centésimos de grau a mais ou a menos a cada segundo por causa de ruído térmico.
- Erro sistemático por temperatura: se eu usar uma régua de aço a 0 °C e depois a 50 °C, meu valor de comprimento vai ficar sempre maior que o real, porque a régua expandiu e eu não corrigi isso.
Resposta
A temperatura pode ser fonte tanto de erros aleatórios (por flutuações imprevisíveis, como ruído térmico) quanto de erros sistemáticos (por deslocamentos constantes, como dilatação térmica).