Atividades Experimentais

O ato de medir é, em essência, um ato de comparar, e essa comparação envolve erros de diversas origens (dos instrumentos, do operador, do processos de medida etc.). Vamos estudar os erros e suas consequências, de modo a expressar os resultados de dados experimentais em termos que sejam compreensíveis a outras pessoas.

Quando se pretende medir o valor de uma grandeza, pode-se realizar apenas uma ou várias medidas repetidas, dependendo das condições experimentais particulares ou ainda da postura adotada frente ao experimento. Em cada caso, deve-se extrair do processo de medida um valor adotado como melhor na representação da grandeza e ainda um limite de erro dentro do qual deve estar compreendido o valor real.

Erros e desvios:

Algumas grandezas possuem seus valores reais conhecidos e outras não. Quando conhecemos o valor real de uma grandeza e experimentalmente encontramos um resultado diferente, dizemos que o valor obtido está afetado de um erro.

ERRO é a diferença entre um valor obtido ao se medir uma grandeza e o valor real ou correto da mesma. Matematicamente o erro é a diferença entre o valor medido e o valor real.

É válido lembrar que o valor real ou exato da maioria das grandezas físicas nem sempre é conhecido. O que se sabe, na maioria dos casos, é o valor mais provável desta grandeza, determinado através de experimentos com uma certa incerteza. Neste caso ao efetuarmos uma medida desta grandeza e compararmos com este valor, falamos em desvios e não erros.

DESVIO é a diferença entre um valor obtido ao se medir uma grandeza e um valor adotado que mais se aproxima do valor real. Na prática se trabalha na maioria das vezes com desvios e não erros.

Classificação de erros:

Por mais cuidadosa que seja uma medição e por mais preciso que seja o instrumento, não é possível realizar uma medida direta perfeita. Ou seja, sempre existe uma incerteza ao se comparar uma quantidade de uma dada grandeza física com sua unidade.
Segundo sua natureza, os erros são geralmente classificados em três categorias: grosseiros, sistemáticos e aleatórios.

Erros grosseiros:

Ocorrem devido à falta de prática (imperícia) ou distração do operador. Como exemplos podemos citar a escolha errada de escalas, erros de cálculo, etc. Devem ser evitados pela repetição cuidadosa das medições.

Erros sistemáticos:

Os erros sistemáticos são causados por fontes identificáveis, e, em princípio, podem ser eliminados ou compensados.
Estes fazem com que as medidas feitas estejam consistentemente acima ou abaixo do valor real, prejudicando a exatidão da medida. Erros sistemáticos podem ser devido a vários fatores, tais como:
• instrumento de medida; Ex: intervalos de tempo feitos com um relógio que atrasa.
• Método de observação; Ex: medir o instante da ocorrência de um trovão pelo ruído liberado.
• Efeitos ambientais; Ex: medida de um dado comprimento que dependa da temperatura ambiente.
• Simplificações do modelo teórico utilizado; Ex: não incluir o efeito da resistência do ar numa medida da aceleração da gravidade baseada na medida do tempo de queda de um objeto a partir de uma dada altura.

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;
• Fatores relacionados com o próprio observador sujeito à flutuações, em particular visão e audição.

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 avalias quantitativamente os erros cometidos.

Dica: Atividade experimental sobre erros e medidas.