Descreva um protocolo experimental e análise de dados para determinar o coeficiente de dilatação linear a de…

Questão

Descreva um protocolo experimental e análise de dados para determinar o coeficiente de dilatação linear a de uma barra metálica usando medidas de variação de comprimento ?L para aquecimentos de ?T. Dados sugeridos: L0 = 1,000 m; T entre 20 °C e 120 °C; precisão de comprimento 0,01 mm.

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

Apresentar: 1) Montagem: barra fixa apenas por suportes de baixa expansão e um paquímetro/micrômetro com resolução 0,01 mm (?L em m). 2) Procedimento: aquecer em passos (ex.: 10 °C), aguardar equilíbrio térmico; medir L(T) e calcular ?L = L(T)-L0. 3) Equação: ?L = a L0 ?T ? ?L (m) no eixo y e ?T (°C) no eixo x; ajustar por mínimos quadrados: inclinação s = a L0. 4) Determinação: a = s / L0 (unidade K?¹). Ex.: se s = 1,20×10?5 m/°C e L0 = 1,000 m então a = 1,20×10?5 K?¹. 5) Incertezas: obter ss do ajuste; sa = ss / L0 (se sL0 negligível). 6) Fontes de erro e mitigação: expansão dos suportes, gradientes térmicos, leitura parallax; usar suportes compensados, aquecimento homogêneo, múltiplas repetições. 7) Comunicação: apresentar tabela (T, L, ?L), gráfico ?L×?T com reta e intervalo de confiança, relatar a com incerteza e unidades (K?¹).

Explicação

A explicação aborda todos os aspectos necessários para realizar o experimento, incluindo a montagem, o procedimento e a análise de dados. A metodologia de ajuste por mínimos quadrados para determinar o coeficiente de dilatação linear é adequada, assim como a consideração das incertezas e fontes de erro. A apresentação dos dados em forma de tabela e gráfico facilita a comunicação dos resultados, garantindo clareza e precisão nas conclusões.

Raio-X da questão

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