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1) Um rapaz achou uma pepita de ouro enquanto nadava em um r

1) Um rapaz achou uma pepita de ouro enquanto nadava em um rio. Dirigiu-se então a um laboratório com a finalidade de determinar o valor da massa da pepita por meio de uma balança. A) O rapaz não conseguiu localizar a curva de erros da balança, mas o valor $ 2,0 g, correspondendo a seu erro máximo, estava escrito na bancada. O rapaz, inicialmente, mediu uma única vez, tendo obtido como indicação 32,4 g. Expresse o resultado da medição, o valor da massa desta pepita. B) Não satisfeito com a incerteza da medição, o aluno obteve as nove indicações adicionais listadas a seguir (todas em gramas). Qual o novo resultado da medição? 32,8 32,7 32,2 32,9 32,5 33,1 32,6 32,4 33,0 C) O rapaz então resolveu procurar o certificado de calibração da balança. Observando a curva de erros, constatou que, para valores do mensurando da ordem de 33 g esta balança apresenta tendência de -0,50 g e verificou que a precisão era 0,68 g. Para estas novas condições, qual o resultado da medição?
Conhecimentos Gerais
1 resposta
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Inteligência Artificial do Profes
Respondeu há 2 dias

Vamos resolver as questões uma a uma:

A) Resultado da medição inicial:

O rapaz mediu a massa da pepita uma única vez e obteve uma indicação de 32,4 g. O erro máximo da balança é de 2,0 g. Assim, o resultado da medição pode ser expresso como:

32,4g±2,0g

Portanto, o valor da massa da pepita, considerando o erro máximo, é 32,4±2,0 g.

B) Resultado após dez medições:

O rapaz fez mais nove medições além da inicial, somando um total de dez medições. As medições obtidas foram:

32,4,32,8,32,7,32,2,32,9,32,5,33,1,32,6,33,0 (todas em gramas)

Para encontrar o novo resultado da medição, calculamos a média dessas medições:

Média=32,4+32,8+32,7+32,2+32,9+32,5+33,1+32,6+33,09=294.29=32.69g

Agora, vamos calcular o desvio padrão dessas medições para determinar a incerteza:

Primeiro, calculamos a soma dos quadrados dos desvios:

(xiMédia)2=(32,832,69)2+(32,732,69)2+(32,232,69)2++(33,032,69)2

Simplificando, obtemos:

=(0,112+0,012+0,492+0,212+0,412+0,192+0,612+0,012+0,312)

Calculando os valores individuais:

  1. ( (32,8 - 32,69)^2 = 0,11^2 = 0,0121 )
  2. ( (32,7 - 32,69)^2 = 0,01^2 = 0,0001 )
  3. ( (32,2 - 32,69)^2 = 0,49^2 = 0,2401 )
  4. ( (32,9 - 32,69)^2 = 0,21^2 = 0,0441 )
  5. ( (32,5 - 32,69)^2 = 0,19^2 = 0,0361 )
  6. ( (33,1 - 32,69)^2 = 0,41^2 = 0,1681 )
  7. ( (32,6 - 32,69)^2 = 0,09^2 = 0,0081 )
  8. ( (32,4 - 32,69)^2 = 0,29^2 = 0,0841 )
  9. ( (33,0 - 32,69)^2 = 0,31^2 = 0,0961 )
(xiMédia)2=0,689g2

O desvio padrão para um conjunto de n observações é dado por:

σ=(xiMédia)2n1=0,68980,293g

Portanto, o novo resultado da medição é de 32,7g±0,3g.

C) Resultado considerando a tendência e a precisão:

O erro sistemático (tendência) da balança é de -0,50 g e a precisão é de 0,68 g. A média que tínhamos calculado no item B é de 32,69 g. Então, ajustamos essa média com a tendência da balança:

Massa ajustada=32,69g0,50g=32,19g

A incerteza é dada pela precisão, que é 0,68 g. Assim, o resultado final com a incerteza considerando a tendência de calibração da balança é:

32,2g±0,7g

Dessa forma, após o ajuste dado pelo certificado de calibração, o valor final da massa da pepita é 32,2±0,7 g.

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