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Na determinação da massa específica (y) de um material, usou

Na determinação da massa específica (y) de um material, usou-se um processo indireto, medindo-se em um laboratório, com uma balança, a massa (m) de um cilindro cujo diâmetro (d) e altura (h) foram determinados por um micrômetro e um paquímetro respectivamente. Após a compensação dos erros sistemáticos, foram encontrados os seguintes resultados de medição para cada grandeza de entrada e os respectivos números de graus de liberdade para cada grandeza de entrada: Para a massa: m = (1580 +- 22) g Vm= 14 Para o diâmetro: d = (25,423 +- 0,006) mm Vm = 14 Para a altura: h = (77,35+-0,11) mm VD= infinito
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Para calcular a massa específica (y) do cilindro, utilizamos a fórmula:

y=mV

onde V é o volume do cilindro. O volume de um cilindro é calculado como:

V=π(d2)2h

Substituindo na equação da massa específica, temos:

y=mπ(d2)2h

Vamos primeiro calcular V usando os valores dados:

V=π(25,423mm2)2(77,35mm)

Convertendo a massa para kg e as medidas de comprimento para metros:

  1. Massa: m=1580g=1,580kg
  2. Diâmetro: d=25,423mm=0,025423m
  3. Altura: h=77,35mm=0,07735m

Agora, calculando o volume:

V=π(0,0254232)2×0,07735 V=π×(0,0127115)2×0,07735 Vπ×0,000161571×0,07735 Vπ×0,000012501 V3,9269908×105m3

Agora, calculando a massa específica:

y=1,5803,9269908×105 y40241.32kg/m3

Agora, calcular a incerteza na determinação de y é um pouco mais complexo e envolve a determinação da propagação de incertezas. Vamos usar o método da propagação de incerteza considerando a fórmula da massa específica:

δy=y×(δmm)2+(2×δdd)2+(δhh)2

Usando os valores de incerteza fornecidos:

  1. δm=22g=0,022kg
  2. δd=0,006mm=0,000006m
  3. δh=0,11mm=0,00011m

Cálculo:

δy=40241.32×(0,0221,580)2+(2×0,0000060,025423)2+(0,000110,07735)2 δy40241.32×(0,01392)2+(0,0004719)2+(0,001422)2 δy40241.32×1,937×104+2,227×107+2,022×106 δy40241.32×0,000196691 δy40241.32×0,01402 δy564.26kg/m3

Portanto, a massa específica do material é aproximadamente:

y=(40241±564)kg/m3
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