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Guia para Física Experimental Caderno de Laboratório, Gráficos e Erros Instituto de Física, Unicamp

Preparado por Prof. Dr. Carlos Henrique de Brito Cruz Prof. Dr. Hugo Luis Fragnito Estagiário de Capacitação Docente Ivan Ferreira da Costa Estagiário de Capacitação Docente Bernardo de Assunção Mello
(Versão 1.1, revista por CHBC e HLF em Setembro de 1997)

IFGW, Unicamp 1997

FísicaExperimental: Caderno de Laboratório, Gráficos, Medidas e Erros

Conteúdo
1 CADERNO DE LABORATÓRIO
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 1.10 CADERNO DE LABORATÓRIO T ÍTULO, DATA E COLABORADORES. OBJETIVOS DO EXPERIMENTO ROTEIRO DOS PROCEDIMENTOS ESQUEMA DO APARATO UTILIZADO DESCRIÇÃO DOS PRINCIPAIS INSTRUMENTOS DADOS MEDIDOS CÁLCULOS FIGURAS, T ABELAS E EQUAÇÕES RESULTADOS E CONCLUSÕES 1 2 2 2 2 23 3 5 5

1

2 GRÁFICOS
2.1 2.2 2.3
2.3.1 2.3.2

6
ROTEIRO PARA OBTER UM BOM GRÁFICO EXEMPLOS DETERMINAÇÃO DOS COEFICIENTES DE UMA RETA
MÉTODO DOS MÍNIMOS QUADRADOS 9 MÉTODO GRÁFICO 10

6 6 8

3 ERROS: VERSÃO SIMPLIFICADA
3.1 3.2
3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4

13
13 14

ERROS ALEATÓRIOS E SISTEMÁTICOS T RATAMENTO ESTATÍSTICO DE MEDIDAS COM ERROS ALEATÓRIOS
ESTIMATIVA DO VALORCORRETO DA GRANDEZA MEDIDA DISPERSÃO DAS MEDIDAS E PRECISÃO DA ESTIMATIVA ERRO PADRÃO DA MÉDIA ERRO PERCENTUAL OU RELATIVO 14 14 15 15

3.3
3.3.1 3.3.2

PROPAGAÇÃO DE ERROS EM CÁLCULOS
SOMA E SUBTRAÇÃO DE GRANDEZAS AFETADAS POR ERROS 15 MULTIPLICAÇÃO E DIVISÃO DE GRANDEZAS AFETADAS POR ERROS 15

15 16

3.4

ERROS EM FUNÇÕES DE GRANDEZAS AFETADAS POR ERROS

4 ERROS: VERSÃO AVANÇADA
4.14.1.1 4.1.2

17
DEFINIÇÕES BÁSICAS
MÉDIA, DESVIO E ERRO PADRÃO 17 PROPAGAÇÃO DE ERROS 18

17 20 23

4.2
4.2.1 4.2.2

VARIÁVEIS ALEATÓRIAS E DENSIDADE DE PROBABILIDADE.
MÉDIA, VARIÂNCIA E MOMENTOS DE UMA DISTRIBUIÇÃO 21 VARIÁVEIS ESTATISTICAMENTE INDEPENDENTES 22

4.3
4.3.2 4.3.3 4.3.4

ESTIMADORES
ESTIMANDO A MÉDIA 25 ESTIMANDO A VARIÂNCIA 25 PRECISÃO DOS ESTIMADORES 26

4.4 4.54.5.1 4.5.2

COMENTÁRIOS SOBRE AS FÓRMULAS DE PROPAGAÇÃO DE ERRO UM EXEMPLO CONCRETO: O ALCANCE DE UM PROJÉTIL
HISTOGRAMAS 30 OS RESULTADOS 32

27 29 33

4.6

REFERÊNCIAS

i

Física Experimental: Caderno de Laboratório, Gráficos, Medidas e Erros

1 Caderno de Laboratório
1.1 Caderno de Laboratório1
Cada estudante deverá manter um Caderno de Laboratório, no qual anotará os dados,procedimentos e demais informações relevantes à realização de cada experiência. Não se trata de um caderno de relatórios. As anotações devem ser feitas durante a realização do experimento para garantir a objetividade e a fidelidade. Não é simples definir a priori o que é "relevante ao experimento". Uma maneira de avaliar a relevância de uma informação é imaginar que se você usar o Caderno daqui aalguns meses (isto vai acontecer realmente, nas provas, exames e demais experimentos) ou mesmo anos, a informação contida no Caderno deve lhe permitir repetir a experiência sem dificuldade, entendendo do anotado no Caderno o que foi feito e quais foram os resultados e as conclusões. Em algumas disciplinas o Caderno poderá ser consultado durante as provas, por isso é fundamental que a informaçãoseja concisa e bem organizada. É expressamente proibido realizar cópia de dados do caderno de outros alunos. No caso de trabalhos em grupo, cada aluno é responsável pelo registro dos dados em seu Caderno. Ele poderá copiar figuras e tabelas de livros e apostilas indicando claramente a fonte. Se o aluno estiver ausente em algum dia, ele deverá realizar o experimento correspondente em outro dia(verifique o horário disponível do laboratório). É muito desejável que seja um caderno grande (formato A4) e com folhas quadriculadas (há um Caderno de Laboratório do IFGW à venda, a preço de custo, nos Laboratórios de Ensino Básico ou na Coordenadoria de Serviços Técnicos do Instituto) . No mínimo, para cada experimento o Caderno de Laboratório deve sempre conter: 1. Título do experimento, data de...
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