Do que você precisa para saber que horas são? A sua resposta provavelmente será "Preciso de um relógio". Então, se você tiver um relógio, saberá as horas. Certo?
Bom, depende. Como assim, depende? Depende do quanto você confia no seu instrumento de medição (seu relógio). Isso pode ser visto de maneira mais clara se, ao invés de um, você tiver dois relógios, e eles mostrarem horas ligeiramente diferentes. Quando seu relógio de pulso diz que são 21:02hs e o relógio que está pendurado na parede da sala mostra 21:04hs, um relógio está afirmando que o outro está errado. Qual dos dois tem razão? De acordo com o relógio do forno de microondas, que mostra 21:05hs, nenhum dos dois.
Ainda que não pudermos chegar ao valor verdadeiro que desejamos descobrir, somos capazes de estimar o quão distante o valor obtido em nossas medições está deste valor real, que permanece desconhecido. Este é o conceito de incerteza. A maneira mais usada atualmente para indicar a incerteza em trabalhos de física experimental é o desvio padrão [1], que nos permite uma análise quantitativa da variabilidade presente nas nossas medidas. Fazendo-se várias medições sob as mesmas condições, obtêm-se um valor médio que será tanto mais próximo do valor verdadeiro quanto maior for o número de medições.
Se tivermos dois grupos de medidas, e em um deles os valores forem muito diferentes, podemos concluir que o valor médio obtido neste grupo tem uma incerteza maior do que o valor médio obtido pelo outro grupo, com menor variação.
Os erros em medições podem ter várias causas. Podem ser resultado de variações aleatórias no processo de medição (erros aleatórios), ou podem apresentar o mesmo erro para várias medidas repetidas (erros sistemáticos), seja por instrumentos mal calibrados, efeitos de ambiente sobre uma experiência (tais como umidade ou temperatura), falhas de procedimento durante a medição ou uso de fórmulas teóricas aproximadas [2].
O uso de estatística é muito comum na metrologia, para a análise da qualidade das medidas e para a comparação entre resultados obtidos em laboratórios diferentes. A metrologia, ciência que trata de técnicas de medidas, incertezas de medições e de calibração, é muito usada tanto em física experimental (por exemplo na obtenção de valores das constantes físicas [3]) quanto no setor industrial [4].
O Inmetro (Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial), entre outras atribuições, verifica a observância das normas técnicas e legais, no que se refere às unidades de medida, métodos e instrumentos de medição, e planeja e executa as atividades de acreditação de laboratórios de calibração e de ensaios e de organismos de certificação, inspeção e treinamento, necessários ao desenvolvimento da infra-estrutura de serviços tecnológicos [5].
Bom, depende. Como assim, depende? Depende do quanto você confia no seu instrumento de medição (seu relógio). Isso pode ser visto de maneira mais clara se, ao invés de um, você tiver dois relógios, e eles mostrarem horas ligeiramente diferentes. Quando seu relógio de pulso diz que são 21:02hs e o relógio que está pendurado na parede da sala mostra 21:04hs, um relógio está afirmando que o outro está errado. Qual dos dois tem razão? De acordo com o relógio do forno de microondas, que mostra 21:05hs, nenhum dos dois.
Ainda que não pudermos chegar ao valor verdadeiro que desejamos descobrir, somos capazes de estimar o quão distante o valor obtido em nossas medições está deste valor real, que permanece desconhecido. Este é o conceito de incerteza. A maneira mais usada atualmente para indicar a incerteza em trabalhos de física experimental é o desvio padrão [1], que nos permite uma análise quantitativa da variabilidade presente nas nossas medidas. Fazendo-se várias medições sob as mesmas condições, obtêm-se um valor médio que será tanto mais próximo do valor verdadeiro quanto maior for o número de medições.
Se tivermos dois grupos de medidas, e em um deles os valores forem muito diferentes, podemos concluir que o valor médio obtido neste grupo tem uma incerteza maior do que o valor médio obtido pelo outro grupo, com menor variação.
Os erros em medições podem ter várias causas. Podem ser resultado de variações aleatórias no processo de medição (erros aleatórios), ou podem apresentar o mesmo erro para várias medidas repetidas (erros sistemáticos), seja por instrumentos mal calibrados, efeitos de ambiente sobre uma experiência (tais como umidade ou temperatura), falhas de procedimento durante a medição ou uso de fórmulas teóricas aproximadas [2].
O uso de estatística é muito comum na metrologia, para a análise da qualidade das medidas e para a comparação entre resultados obtidos em laboratórios diferentes. A metrologia, ciência que trata de técnicas de medidas, incertezas de medições e de calibração, é muito usada tanto em física experimental (por exemplo na obtenção de valores das constantes físicas [3]) quanto no setor industrial [4].
O Inmetro (Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial), entre outras atribuições, verifica a observância das normas técnicas e legais, no que se refere às unidades de medida, métodos e instrumentos de medição, e planeja e executa as atividades de acreditação de laboratórios de calibração e de ensaios e de organismos de certificação, inspeção e treinamento, necessários ao desenvolvimento da infra-estrutura de serviços tecnológicos [5].
Figura 1: protótipo de 1 kg de Platina-Irídio, do Laboratório de Massa (Lamas) da Divisão de Metrologia Mecânica do Inmetro.A hora internacional atômica (TAI, do francês Temps Atomique International), aceita como referência mundial de tempo, é obtida a partir da análise de dados de 200 relógios atômicos de 50 laboratórios ao redor do mundo [6]. A hora oficial brasileira é gerada e distribuída pela Divisão do Serviço da Hora do Observatório Nacional, que mantém sob sua guarda os padrões nacionais de freqüência que são a base da rastreabiidade metrológica brasileira em tempo e frequência, conforme designado pelo Inmetro [7].
Figura 2: Relógio atômico de césio do Observatório Nacional. Saber as horas com grande acurácia é necessário tanto em telecomunicações [8] quando em navegação, seja de aeronaves ou navios, através do Sistema de Posicionamento Global, o GPS [9].
[1] Fundamentos da Teoria de Erros, José Henrique Vuolo, Ed. Edgar Blücher, 2a. edição, pg. 55 (1996).
[2] Laboratory Physics, H. F. Meiners, W. Eppenstein, K. H. Moore, Ed. John Wiley & Sons (1969).
[3] The Fundamental Physical Constants and the Frontier of Measurement, B. W. Petley, Ed. Adam Hilger (1985).
[4] Metrologia na Indústria, Francisco Edval de Lira, Ed. Erica, 6a. edição (2007).
[5] http://www.inmetro.gov.br/
[6] http://www.bipm.org/en/scientific/tai/tai.html
[7] http://www.on.br/institucional/serv_hora/geral.html
[8] Internet time syncronization: the network time protocol, D. L. Mills, IEEE Transactions on Communications, vol 39 pg 1482 (1991)
[9] http://www.gpscenter.com.br/index64.html
[2] Laboratory Physics, H. F. Meiners, W. Eppenstein, K. H. Moore, Ed. John Wiley & Sons (1969).
[3] The Fundamental Physical Constants and the Frontier of Measurement, B. W. Petley, Ed. Adam Hilger (1985).
[4] Metrologia na Indústria, Francisco Edval de Lira, Ed. Erica, 6a. edição (2007).
[5] http://www.inmetro.gov.br/
[6] http://www.bipm.org/en/scientific/tai/tai.html
[7] http://www.on.br/institucional/serv_hora/geral.html
[8] Internet time syncronization: the network time protocol, D. L. Mills, IEEE Transactions on Communications, vol 39 pg 1482 (1991)
[9] http://www.gpscenter.com.br/index64.html
1 comentários:
Olá Alexandre.
Seu blog foi adicionado ao LDC. Obrigado pelo contato.
[]'s!
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