Baixar para ler offline
Carregado porRik Alexandre
Metrologia 02
O relatório descreve experimentos para medir a densidade de três tarugos usando paquímetro, balança e cilindro graduado. As densidades calculadas indicam que os tarugos são feitos de alumínio, com erros entre 3-7% devido a possíveis poros ou cavidades internas nos tarugos.
Metrologia 02
- 1. LAB – Laboratóriode Metrologia Relatório 02 Prática de Medição com Paquímetro PÁGINA 1/08 Data: 21/03/2018 Laboratório de Metrologia – Departamento de Engenharia de Produção Rod. Duca Serra – Cabralzinho– Macapá, Brasil – CEP: 68906-801 Tel: (96) 2101-0400 1. Objetivo Este relatório tem como objetivo definir a densidade dos tarugos medidos em laboratório. Para isso serão usadas formas de calcular a densidade, pelo volume deslocado e pelo volume geométrico. E tem como objetivo também analisar qual o tipo de material dos tarugos utilizados. 2. Instrumentos e Equipamentos P1: Paquímetro mecânico da marca Mitutoyo com leitura de 150 mm P2: Tarugos 25 mm x 75 mm P3: Cilindro Graduado da marca Uniglas 1000 ml ± 10 ml
- 2. LAB – Laboratóriode Metrologia Relatório 02 Prática de Medição com Paquímetro PÁGINA 2/08 Data: 21/03/2018 Laboratório de Metrologia – Departamento de Engenharia de Produção Rod. Duca Serra – Cabralzinho– Macapá, Brasil – CEP: 68906-801 Tel: (96) 2101-0400 P4: Balança Semi-Analítica da marca Weblabor P5: Becker de Vidro 800 ml
- 3. LAB – Laboratóriode Metrologia Relatório 02 Prática de Medição com Paquímetro PÁGINA 3/08 Data: 21/03/2018 Laboratório de Metrologia – Departamento de Engenharia de Produção Rod. Duca Serra – Cabralzinho– Macapá, Brasil – CEP: 68906-801 Tel: (96) 2101-0400 3. Condições Ambientais As medições foram realizadas a uma temperatura de (23)C. 4. Métodos ou Procedimentos Experimentais Foram realizadas três pesagens de cada tarugo e uma medição de diâmetro e uma de comprimento. As pesagens foram executadas na balança semi-analítica, e o instrumento utilizado para as medições de diâmetro e comprimento foi o paquímetro. O resultado fornecido refere-se ao valor médio das pesagens, medições e as incertezas associadas. 5. Registros Apresentam-se os dados coletados na forma de uma tabela, feita no programa Excel, que mostra ainda a média das pesagens, comprimento e diâmetro dos tarugos, como mostrado na Tabela 1. Tarugo Pesagem Medições Tarugo 1 m11 = 101,513 g LP = 75,2 mm Dext = 25,5 mmm12 = 101,496 g m13 = 101,503 g 101,504 g Média 1 Tarugo 2 m21 = 103,312 g LP = 74,8 mm Dext = 25,5 mmm22 = 103,303 g m23 = 103,300 g 103,305 g Média 2 Tarugo 3 m31 = 102,220 g LP =75,15 mm Dext = 25,25 mm m32 = 103,205 g m33 = 102,208 g 102,211 g Média 3 Tabela 1. Tabela de pesagens e medições Fonte: Próprio autor, 2018.
- 4. LAB – Laboratóriode Metrologia Relatório 02 Prática de Medição com Paquímetro PÁGINA 4/08 Data: 21/03/2018 Laboratório de Metrologia – Departamento de Engenharia de Produção Rod. Duca Serra – Cabralzinho– Macapá, Brasil – CEP: 68906-801 Tel: (96) 2101-0400 A Tabela 2, feita no programa Excel, mostra os dados coletados do volume inicial, volume final e a diferença entre eles. Tarugo Nível Inicial Nível Final Δv 1 800 ml 840 ml 40 ml 2 600 ml 645 ml 45 ml 3 600 ml 635 ml 35 ml Tabela 2. Tabela de Níveis da água Fonte: Próprio autor, 2018. 6. Análises e Resultados Densidade: A Densidade (𝜌) é a concentração de matéria num determina do volume. Para medir essa propriedade física é preciso considerar a interação que há entre a massa de um material e o volume que ele ocupa. Portanto a equação para cálculo de densidade se dá por: 𝝆 = 𝒎𝒂𝒔𝒔𝒂 𝒗𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆 . Volume deslocado: O volume deslocado (ΔV) é a diferença entre o volume final e o volume inicial, e é calculado pela equação: ∆𝑉 = 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 − 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 Cálculo de densidade por volume deslocado: Para o cálculo da densidade volume deslocado as Tabela 1 e 2 servirão de auxílio, pois nelas estão os valores médios da massa e o registro de todas as diferenças de níveis da água. Tarugo 1 DADOS: Massa = 101,504 gramas Volume inicial = 800 ml = 800 cm³ Volume final = 840 ml = 840 cm³ 𝝆 = 𝒎𝒂𝒔𝒔𝒂 𝒗𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆 → 𝜌 = 101,504 (840 − 800) → 𝜌 = 101,504 40 → 𝝆 𝟏 = 𝟐, 𝟓𝟑𝟖 𝒈/𝒄𝒎³ Tarugo 2 DADOS: Massa = 103,305 gramas Volume inicial = 600 ml = 600 cm³ Volume final = 645 ml = 645 cm³ 𝝆 = 𝒎𝒂𝒔𝒔𝒂 𝒗𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆 → 𝜌 = 103,305 (645 − 600) → 𝜌 = 103,305 45 → 𝝆 𝟏 = 𝟐, 𝟐𝟗𝟔 𝒈/𝒄𝒎³ Tarugo 3
- 5. LAB – Laboratóriode Metrologia Relatório 02 Prática de Medição com Paquímetro PÁGINA 5/08 Data: 21/03/2018 Laboratório de Metrologia – Departamento de Engenharia de Produção Rod. Duca Serra – Cabralzinho– Macapá, Brasil – CEP: 68906-801 Tel: (96) 2101-0400 DADOS: Massa = 102,211 gramas Volume inicial = 600 ml = 600 cm³ Volume final = 635 ml = 635 cm³ 𝝆 = 𝒎𝒂𝒔𝒔𝒂 𝒗𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆 → 𝜌 = 102,211 (635 − 600) → 𝜌 = 102,211 35 → 𝝆 𝟏 = 𝟐, 𝟗𝟐𝟎 𝒈/𝒄𝒎³ Volume Geométrico: O volume geométrico é obtido através das dimensões da peça e é calculado pela equação: 𝑽 = 𝝅.𝒅 𝟐.𝒉 𝟒 Cálculo de densidade por volume geométrico: Para o cálculo de densidade por volume geométrico será usado os dados da Tabela 1. Tarugo 1 DADOS: Massa = 101,504 gramas Comprimento = 75,2 mm = 7,52 cm Diâmetro = 25,25 mm = 2,525 cm 𝑽 = 𝝅. 𝒅 𝟐.𝒉 𝟒 → 𝑽 = 𝟑, 𝟏𝟒.( 𝟐, 𝟓𝟐𝟓) 𝟐. 𝟕, 𝟓𝟐 𝟒 → 𝑽 = 𝟏𝟓𝟎,𝟓𝟒𝟔 𝟒 → 𝑽 = 𝟑𝟕, 𝟔𝟑𝟔 𝒄𝒎³ 𝝆 = 𝒎𝒂𝒔𝒔𝒂 𝒗𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆 → 𝜌 = 101,504 37,636 → 𝝆 𝟐 = 𝟐, 𝟔𝟗𝟕 𝒈/𝒄𝒎³ Tarugo 2 DADOS: Massa = 103,305 gramas Comprimento = 74,8 mm = 7,48 cm Diâmetro = 25,5 mm = 2,55 cm 𝑽 = 𝝅. 𝒅 𝟐. 𝒉 𝟒 → 𝑽 = 𝟑, 𝟏𝟒.( 𝟐, 𝟓𝟓) 𝟐.𝟕, 𝟒𝟖 𝟒 → 𝑽 = 𝟏𝟓𝟐, 𝟕𝟐𝟓 𝟒 → 𝑽 = 𝟑𝟖, 𝟏𝟖𝟏 𝒄𝒎³ 𝝆 = 𝒎𝒂𝒔𝒔𝒂 𝒗𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆 → 𝜌 = 103,305 38,181 → 𝝆 𝟐 = 𝟐, 𝟕𝟎𝟔 𝒈/𝒄𝒎³ Tarugo 3 DADOS: Massa = 102,211 gramas
- 6. LAB – Laboratóriode Metrologia Relatório 02 Prática de Medição com Paquímetro PÁGINA 6/08 Data: 21/03/2018 Laboratório de Metrologia – Departamento de Engenharia de Produção Rod. Duca Serra – Cabralzinho– Macapá, Brasil – CEP: 68906-801 Tel: (96) 2101-0400 Comprimento = 75,15 mm = 7,515 cm Diâmetro = 25,25 mm = 2,525 cm 𝑽 = 𝝅. 𝒅 𝟐. 𝒉 𝟒 → 𝑽 = 𝟑, 𝟏𝟒.( 𝟐, 𝟓𝟐𝟓) 𝟐.𝟕, 𝟓𝟏𝟓 𝟒 → 𝑽 = 𝟏𝟓𝟎, 𝟒𝟒𝟔 𝟒 → 𝑽 = 𝟑𝟕, 𝟔𝟏𝟏 𝒄𝒎³ 𝝆 = 𝒎𝒂𝒔𝒔𝒂 𝒗𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆 → 𝜌 = 102,211 37,611 → 𝝆 𝟐 = 𝟐, 𝟕𝟏𝟖 𝒈/𝒄𝒎³ Com o valores das densidades de cada tarugo calculadas será preciso calcular a média das densidades de cada um com a equação: 𝜌 = 𝝆 𝟏+𝝆 𝟐 2 , com isso ficará mais fácil de identificar o tipo de material. Tarugo 1 𝜌 = 2,538𝑔/𝑐𝑚³ + 2,697𝑔/𝑐𝑚³ 2 → 𝜌 = 2,6175 𝑔 𝑐𝑚3⁄ Tarugo 2 𝜌 = 2,296 𝑔 𝑐𝑚3⁄ + 2,706 𝑔 𝑐𝑚3⁄ 2 → 𝜌 = 2,501 𝑔 𝑐𝑚3⁄ Tarugo 3 𝜌 = 2,920 𝑔 𝑐𝑚3⁄ + 2,718 𝑔 𝑐𝑚3⁄ 2 → 𝜌 = 2,819 𝑔 𝑐𝑚3⁄ Agora, os valores obtidos serão comparados com a tabela de densidades dos materiais, isso dirá qual o tipo de material dos tarugos.
- 7. LAB – Laboratóriode Metrologia Relatório 02 Prática de Medição com Paquímetro PÁGINA 7/08 Data: 21/03/2018 Laboratório de Metrologia – Departamento de Engenharia de Produção Rod. Duca Serra – Cabralzinho– Macapá, Brasil – CEP: 68906-801 Tel: (96) 2101-0400 Tabela 3. Tabela de densidades dos materiais Fonte: UFU, 2010. Analisando a Tabela 3 conclui-se que, os tarugos são de alumínio, pois os valores das densidades calculadas se aproximaram ao valor da densidade do alumínio. Com isso, percebe-se que, há um erro nas medições e esse erro pode ser calculado pela equação: 𝐸𝑅 = | 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑜−𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑟𝑒𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑟𝑒𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎𝑙 | × 100. Tarugo 1 𝐸𝑅 = | 2,6175 − 2,700 2,700 | × 100 → 𝐸𝑅 = 3,05% Tarugo 2 𝐸𝑅 = | 2,501 − 2,700 2,700 | × 100 → 𝐸𝑅 = 7,37% Tarugo 3 𝐸𝑅 = | 2,819 − 2,700 2,700 | × 100 → 𝐸𝑅 ≈ 4,41% A causa do erro pode se dá por vários fatores, os tarugos podem estar com uma pequena cavidade interna ou com poros. Isso pode ser analisado através de ultrassom e raio-x. Conclui-se, também, que o cálculo de densidade por volume geométrico é mais preciso do que por volume deslocado, pois fazendo a análise dos resultados obtidos por volume geométrico o erro percentual é menor, o que confirma que o material é o alumínio.
- 8. LAB – Laboratóriode Metrologia Relatório 02 Prática de Medição com Paquímetro PÁGINA 8/08 Data: 21/03/2018 Laboratório de Metrologia – Departamento de Engenharia de Produção Rod. Duca Serra – Cabralzinho– Macapá, Brasil – CEP: 68906-801 Tel: (96) 2101-0400 7. Bibliografia NBR 6393. Paquímetros com leitura de 0.1 mm e 0.05 mm. ALBERTAZZI, A.; SOUZA, A. R. (2008) Fundamentos de Metrologia Científica e Industrial. Editora Manole. 407p. ISO 3599:1976. Vernier callipers reading to 0,1 and 0,05 mm UFU, 2010 Tabela de densidades dos materiais Disponível em:< ftp://ftp.feq.ufu.br/claudio/densidade2.pdf>. Acesso em 25 mar 2018. Responsáveis pela medição e análise: Elison Vinícius da Silva Anunciação Rik Alexandre Correia Costa Louise Oliveira Cerqueira da Silva Estudante Executor Estudante Executor Estudante Executor Prof. Msc. Adenilson Oliveira Supervisor