Mec - Aula 1 - Grandezas e Medidas

1- Medidas

As medidas de comprimento mais utilizadas em robótica são:
  • Metro (m)
  • Centímetro (cm) 
  • Milímetro (mm)
O metro padrão aferido "pelos institutos de pesos e medidas" é "o mesmo comprimento percorrido pela luz no vácuo, durante o intervalo de tempo correspondente a 1/299 792 458 segundo".
  • 1 m = 100 cm 
  • 1 cm = 10 mm 
  • 1 m = 1000 mm
Para a maioria das medidas relacionadas a peças e componentes, iremos utilizar o milímetro (mm).

Outra escala encontrada em mecânica é a Polegada.



  • 1 polegada = 25,4 mm

2- A régua




Régua é um instrumento utilizado em geometria, próprio para traçar segmentos de reta e medir distâncias pequenas.

Como a régua não tem uma precisão grande, será necessário utilizar outro instrumento de medição.


3- O Paquímetro





O que é um paquímetro?

O paquímetro é um instrumento usado para medir com precisão as dimensões de pequenos objetos. Trata-se de uma régua graduada, com encosto fixo, sobre a qual desliza um cursor. O paquímetro possui dois bicos de medição, sendo um ligado à escala e o outro ao cursor.

Para que serve um paquímetro?

Com um paquímetro podemos medir diversos objetos, tais como: parafusos, porcas, tubos, entre outros. Para realizar tal medição basta aproximar o objeto do bico superior e deslizar o cursor até que a peça fique justa.


Como usar o paquímetro


Para ser usado de forma correta, o paquímetro precisa:
  • Ter seu cursor e encosto limpos e a peça a ser medida precisa estar bem posicionada entre seus bicos;
  • Não expor o instrumento a luz solar direta;
  • Não desmontar o equipamento;
  • Evitar choques ou movimentos bruscos;
  • Evitar um aperto forte dos bicos sobre o objeto que se está medindo



Resolução

Resolução é o menor variação da grandeza medida que causa uma variação perceptível na indicação correspondente. A resolução pode depender, por exemplo, de ruído (interno ou externo) ou de atrito, ou ainda do valor da grandeza medida. A avaliação da resolução é executada em função do tipo de instrumento:

a) Para dispositivo mostrador digital, a resolução é a variação na indicação quando o dígito menos significativo varia de uma unidade.

b) Nos sistemas de medição com dispositivo mostrador analógico, a resolução é função das limitações do executor da leitura, da qualidade do indicador e da própria necessidade de leituras mais ou menos criteriosas.


Precisão e Exatidão

Os cientistas dependem da realização de vários experimentos para comprovar as suas teorias e leis. Para tal, os instrumentos usados que medem volume, temperatura, massa, entre outros, devem ser exatos e precisos o máximo possível. Apesar de parecerem sinônimos, a exatidão e a precisão são termos distintos.

Veja a que cada um se refere:
Precisão: indica o quanto as medidas repetidas estão próximas umas das outras.

Visto que repetem várias vezes os mesmos experimentos, os cientistas fazem uma média ponderada das medidas e, por isso, é muito importante que os valores sejam bem próximos.

Se, por exemplo, em três medições uma balança apresentar as seguintes massas, 100 g, 105 g e 95 g, isso significa que a balança não é precisa.

Mas o fato de os valores medidos serem próximos, não significa que está tudo correto, pois pode ocorrer, por exemplo, de deixarmos um resíduo sólido que não faz parte do experimento na balança. Assim, apesar de todos os valores das massas saírem próximos uns dos outros, não correspondem ao valor correto e esse erro pode trazer resultados inexatos.

É aí que entra a exatidão.
Exatidão: indica o quão próximo do valor real (do valor normalmente aceito como referência), está o valor medido.

No exemplo anterior, em que se esqueceu de um resíduo sólido sobre a balança, os valores medidos estavam precisos, mas não estavam exatos, porque o valor da massa média obtida estava distante do valor verdadeiro. A balança pode, por exemplo, fornecer sempre uma massa de 115 g, quando na verdade o objeto pesa 100 g.

Para ilustrar a diferença entre exatidão e precisão, veja os dardos que foram atirados nos alvos abaixo, sendo que em cada um foram lançados três dardos:






No primeiro, o atirador foi exato, mas não foi preciso, porque apesar de estarem perto do alvo central, os dardos estão distantes uns dos outros. No segundo, ele foi preciso, mas não foi exato, porque os dardos estão próximos uns dos outros, mas estão distantes do ponto central. O terceiro está exato e preciso, e, no último, o atirador não foi preciso nem exato.


Erros Aleatórios ou Acidentais:

São devidos a causas diversas e incoerentes, bem como a causas temporais que variam durante observações sucessivas e que escapam a uma análise em função de sua imprevisibilidade. Podem ter várias origens, entre elas:

  • Os instrumentos de medida;
  • Pequenas variações das condições ambientais (pressão, temperatura, umidade, fontes de ruídos, etc.);
  • Fatores relacionados com o próprio observador sujeitos à flutuações, em particular a visão e a audição.
De um modo simples podemos dizer que uma medida exata é aquela para qual os erros sistemáticos são nulos ou desprezíveis. Por outro lado, uma medida precisa é aquela para qual os erros acidentais são pequenos.

O erro é inerente ao próprio processo de medida, isto é, nunca será completamente eliminado. Poderá ser minimizado procurando-se eliminar o máximo possível as fontes de erros acima citadas. Portanto, ao realizar medidas, é necessário avaliar quantitativamente os erros cometidos.

Jogos sobre medidas:




Exercícios:

1 - Converta os seguintes valores em metro:

a) 100 cm

b) 150 cm
c) 1650 mm
d) 589 mm

2 - Converta os seguintes valores em milímetros:


a) 1 cm

b) 1 m
c) 15 cm
d) 3,2 cm

3 - Converta os seguintes valores em centímetros:


a) 10 mm

b) 1 m
c) 150 mm
d) 2,5 m

4 - Medida de arruela:


a) diâmetro maior

b) diâmetro menor
c) espessura

5 - Medida de motor:


a) furo de fixação

b) diâmetro de eixo
c) diâmetro do motor
d) comprimento do eixo