quinta-feira, 26 de agosto de 2010

Laboratório de Física - Ciência Experimental (Parte II)

CONSTRUÇÃO DE GRÁFICOS

       Dependendo do problema, pode ser mais conveniente confeccionar o gráfico em papel milimetrado, monolog (ou semilog), di-log (ou log-log) ou outros tipos de papel.

Papel Milimetrado
Papel Monolog
Papel Di-log
   
       Após selecionar o papel no qual será confeccionado o gráfico, algumas regras devem ser observadas para sua boa construção:
  1. Escolha e identificação de cada um dos eixos coordenados;
  2. Determinação da escala para cada um dos eixos coordenados;
  3. Marcação dos pontos da tabela que contém os dados (medidos ou calculados);
  4. Traçado da curva que representa os pontos marcados.
ESCOLHA E IDENTIFICAÇÃO DOS EIXOS COORDENADOS

       Sabendo que existem dois tipos de variáveis, as variáveis dependentes e as variáveis independentes, as variáveis independentes são marcadas sobre o eixo das abcissas (eixo-x) e as variáveis dependentes são marcadas sobre o eixo das ordenadas (eixo-y).

DETERMINAÇÃO DAS ESCALAS

       Uma escala pode ser representada por qualquer trecho de curva (que pode ser, portanto, uma reta) marcada por pequenos traços que indicam os valores ordenados de uma grandeza.

       As escalas para os eixos x e y devem ser escolhidas de forma a permitir fácil interpolação. Assim sendo, as escalas devem ser construídas de tal modo que cada bloco de divisões assuma um dos seguintes valores: 1, 2, 5 unidades e seus múltiplos.

       Deve-se evitar a utilização de blocos de divisões de valores 3, 7, 11, ... e seus múltiplos, o que não forneceria gráficos facilmente legíveis.

       Escalas com blocos de divisão 6, 12, 15, ..., não são recomendadas, pois apesar de serem múltiplas de 2 ou 5 são, ao mesmo tempo, múltiplas de 3. O mesmo se aplica a escalas que são simultaneamente múltiplas de 2 ou 5 e de outro valor qualquer não recomendado.

       Outro fator importante é sempre que possível deve-se escolher as escalas de forma a que os dados experimentais ocupem o maior espaço possível do papel.

COLOCAÇÃO DOS PONTOS EXPERIMENTAIS NO GRÁFICO

       Cada ponto experimental deve ser identificado por um sinal de forma a não deixar dúvidas:


TRAÇADO DA CURVA

       Quando todos os pontos experimentais já estiverem marcados no gráfico, resta traçar a curva. Esta não precisa passar sobre todos os pontos; na realidade, ocorrerão casos em que a curva não passará sobre ponto algum do gráfico.

       Sendo assim, esta não necessita iniciar no primeiro e nem terminar no último ponto representado. Na verdade, a curva deve ser traçada levando em conta a tendência dos pontos experimentais, falamos assim, em uma reta média.

       Em hipótese alguma os pontos devem ser ligados e somente as informações essenciais devem estar presentes no gráfico.

Blibliografia/Sitiografia



http://www.fsc.ufsc.br/~canzian/graficos/papel-log-log.html


PIACENTINI, João J. et al. Introdução ao laboratório de Física. 2. ed. Florianópolis: Ed. da UFSC, 2005. 119 p.

quinta-feira, 19 de agosto de 2010

Laboratório de Física - Ciência Experimental (Parte I)

       O trabalho em um laboratório (de física, química, biologia, etc.) demanda certos conhecimentos prévios, medidas de precaução, entendimento dos aparelhos de medida, entre outros.

       Aqui tratarei de esboçar alguns comentários sobre a realização de medidas. Na realização de um experimento, não basta registrar o valor medido, é necessário saber o quanto esse valor é confiável.

       Mesmo com todas as precauções tomadas na realização de uma medida é importante lembrar que sempre teremos um valor aproximado. Deste modo, nenhum campo das ciências exatas deve deixar de lado o tratamento estatístico de dados experimentais.

ALGARISMOS SIGNIFICATIVOS

       Os algarismos significativos de uma medida são todos os algarismos lidos com certeza mais o primeiro algarismo duvidoso.

Exemplo I)

Neste termômetro a precisão da escala é ± 1 ºC, assim temos certeza do valor 36 ºC (3 e 6 são os algarismos lidos com certeza). O próximo valor será um algarismo avaliado pelo leitor do instrumento. Para um leitor poderá ser o 7, para outro poderá ser o 8. 

Leitura possível: 36,8 ºC  (o 8 é o algarismo duvidoso)

       Tentar escrever um segundo número após a vírgula seria um erro grotesco, pois não temos como imaginar uma divisão de escala tão pequena.

Exemplo II) 

Este segundo termômetro é graduado em décimos de grau:



A leitura até os décimos de grau é exata e o outro dígito seria avaliado, assim:

Leitura possível: 36,80 ºC (os algarismos 3, 6 e 8 são valores lidos com certeza e o 0 é o algarismo duvidoso)

OBSERVAÇÃO:

Em uma medida, os zeros à esquerda do número, isto é, os zeros que posicionam a vírgula, NÃO são significativos. Exemplos:

  1. a medida 0,023 cm tem somente dois algarismos  significativos.
  2. a medida 0,348 s tem apenas três algarismos significativos.
  3. a medida 0,0040000 m tem cinco algarismos significativos.
TRANSFORMAÇÃO DE UNIDADES

       Ao realizar medidas, nem sempre estas estão de acordo com o Sistema Internacional (S.I.), assim devemos transformar estas unidades em unidades do S.I.:



       Ao transformar unidades de medida devemos manter o mesmo número de algarismos significativos da medida original.

NOTAÇÃO CIENTÍFICA

       Em algumas medidas é conveniente utilizar potências de base dez no resultado de uma medida:



       A utilização de potências de base dez não deve alterar o número de algarismos significativos de uma medida.

       As regras são:
  • Utilizar apenas um algarismo significativo antes da vírgula (o número não pode ser menor do que 1 e nem maior do que 9);
  • Utilizar uma potência de dez condizente com a ordem de grandeza da medida, seguida pela unidade.
Exemplos:

Massa do elétron:
Massa do Sol:



CRITÉRIOS DE ARREDONDAMENTO

       Ao efetuar operações matemáticas com grandezas expressas com diferentes números de algarismos significativos, é necessário exprimir os resultados com apenas UM algarismo duvidoso. Deste modo, é preciso arredondar o resultado obtido no primeiro algarismo duvidoso. Critérios:


  • Se numa quantidade os algarismos que vierem após o primeiro algarismo duvidoso formarem números superiores a 5, 50, 500, 5000, etc., aumenta-se de uma unidade o primeiro algarismo duvidoso e desprezam-se os demais:

(obs.: O traço em cima do número significa que este é o primeiro algarismo duvidoso da medida)

  • Se os algarismos a serem desprezados numa quantidade formarem números inferiores a 5, 50, 500, 5000, etc., os algarismos significativos que restam não se modificam:

  • Se os algarismos a serem desprezados numa quantidade formarem números iguais a 5, 50, 500, 5000, etc., faz-se com que o número fique par (caso o último algarismo que fica seja ímpar, soma-se a ele uma unidade para torná-lo par):


OPERAÇÕES COM ALGARISMOS SIGNIFICATIVOS

  • Adição: o resultado da adição de várias medidas é obtido arredondando-se a soma na casa decimal da parcela mais pobre em decimais, após efetuar a operação:


  • Subtração: a subtração é um caso especial da adição, adotando-se, desta forma, o mesmo critério apresentado no item anterior:

  • Multiplicação: o produto de duas ou mais medidas deve possuir, em geral, o mesmo número de algarismos significativos da medida mais pobre em significativos:


  • Divisão: a divisão é simplesmente um caso particular do produto, portanto aplica-se a regra anterior:



  • Observação: Nas demais operações, como radiciação, potenciação, logaritmação, etc., efetua-se a operação e mantém-se o número de significativos da grandeza operada.

ERRO DE ESCALA EM INSTRUMENTOS ANALÓGICOS

       O erro de escala em instrumentos analógicos é determinado através da expressão:


(MDE = menor divisão da escala)

ERRO DE ESCALA EM INSTRUMENTOS NÃO ANALÓGICOS

       As escalas dos instrumentos não analógicos não permitem a avaliação do algarismo duvidoso da medida. Para estes instrumentos, o erro de escala é dado pela expressão:



BIBLIOGRAFIA/SITIOGRAFIA

http://efisica.if.usp.br/mecanica/ensinomedio/algarismos/exemplo_1/

http://vsites.unb.br/ft/enm/graduacao/mecanica/SI.pdf

http://prof.marcof.vilabol.uol.com.br/unidades.htm

PIACENTINI, João J. et al. Introdução ao laboratório de Física. 2. ed. Florianópolis: Ed. da UFSC,          
       2005. 119 p.


sexta-feira, 13 de agosto de 2010

Atividade de PTC (3ºA) - Coleta e tratamento de dados (II)

Agora é com você!

Parte II - Lei de Ohm

Utilize o seguinte simulador para testar a Lei de Ohm e produzir um relatório:

http://phet.colorado.edu/en/simulation/circuit-construction-kit-dc



(links alternativos para simulação: http://micro.magnet.fsu.edu/electromag/java/ohmslaw/ e http://phet.colorado.edu/sims/ohms-law/ohms-law_en.html)

Lembre-se de realizar no mínimo 8 aferições.

Atividade de PTC (3ºA e primeiros anos) - Coleta e tratamento de dados (I)

Nesta atividade estudaremos a coleta e o tratamento de dados de laboratório por meio de simulações.

O trabalho em laboratório exige uma série conhecimentos prévios: como se portar em tal ambiente, medidas de segurança, como fazer aferições, como expressar medidas e unidades de medida corretamente, construção de gráficos, etc.

Parte I - Lei de Hooke

OBJETIVOS

A experiência consiste na determinação da constante elástica de uma mola pela determinação direta do coeficiente entre a força aplicada à mola e seu alongamento.

INTRODUÇÃO

O dinamômetro funciona baseado na Lei de Hooke. Quando a deformação X da mola é elástica, cessando a ação da força F que produziu a deformação, a mola volta à posição inicial devido à ação da força elástica Fel intrínseca à mola.



Fel = k.x 

ou

Fel = - k.x 
(vetorialmente)

onde K é a constante elástica da mola. A unidade da constante elástica da mola no Sistema Internacional é N/m

Observação: O sinal negativo na expressão vetorial da Lei de Hooke significa que o vetor força elástica Fel atua no sentido contrário ao vetor deformação X.


MATERIAL




  • Simulador encontrado no site:


http://phet.colorado.edu/sims/mass-spring-lab/mass-spring-lab_en.html



Links alternativos:







PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
  • Explorar o programa e se familiarizar com sua linguagem;
  • Colocar os massores na mola e medir sua alongação (existem três massores diferentes).



DADOS COLETADOS

GRRÁFICO


CONCLUSÃO

Aqui o grupo deve expressar a interpretação de todos os dados empíricos, as relações com a Lei e suas consequências práticas. Ainda poderá conter comentários sobre todas as dificuldades e singularidades encontradas no processo experimental.

quinta-feira, 12 de agosto de 2010

Atividade de PTC (3ºA) - Resenha Crítica

       Primeira atividade de PTC do terceiro bimestre, a resenha crítica de um livro. Foi escolhida a coleção "90 minutos" da editora Jorge Zahar.



       O aluno deverá optar um dos títulos para resenhar, dentre os livros da coleção, espera-se a escolha do cientista/pensador/filósofo que mais o agrade ou desperte interesse em saber mais.

       Vamos relembrar a estrutura de uma resenha crítica:

1) Identifique o tema tratado pelo autor;

2) Observe se o autor coloca algum problema;

3) Caso afirmativo o item 2, qual a posição defendida pelo autor em relação a este problema;

4) Observar todos os argumentos que o autor utiliza para defender sua posição;

       Em seguida, vem sua análise sobre o texto (sua crítica):

       A análise é, em síntese, a capacidade de relacionar os elementos do texto lido com outros textos, autores e idéias sobre o tema em questão, contextualizando o texto que está sendo analisado.

       Para fazer a análise, portanto, certifique-se de ter:

1) Informações sobre o autor e sua obra (conhecer os pontos de vista do autor);

2) Elementos para contribuir para um debate acerca do tema em questão (conhecimento sólido sobre o tema em questão visto em outros textos e outros autores);

3) Condições de escrever um texto coerente (com início, meio e fim), utilizando a norma culta e organização das ideias.



       Deste modo, sua resenha crítica deve ser estruturada da seguinte maneira:

  • Os parágrafos iniciais deve conter uma introdução à obra resenhada (pode conter informações sobre o título em si, como número de páginas, custo e ano de publicação);
  • No desenvolvimento apresentar o conteúdo da obra (contextualizando com outros autores e outras informações pertinentes ao tema);
  • Por fim, uma conclusão apresentando sua crítica pessoal (não esquecer que a análise crítica deve permear toda a resenha).


       Quanto à forma do texto:

  • A resenha não pode passar de três laudas de papel A4 (para este trabalho o mínimo é de uma lauda);
  • Espaçamento duplo;
  • Margens 2x2;
  • Deve apresentar um título (escolhido de acordo com o tema tratado - criatividade);
  • Deve-se evitar as separações físicas (por exemplo, como subdivisões: introdução, resumo, conclusão);
  • Adotaremos a fonte Arial 12;
  • Ao final da resenha, em separado, deve ter um pequeno comentário sobre o autor da resenha (em itálico), exemplo:
José da silva, 32, é estudante do quarto semestre de letras da Univesidade de São Paulo e estagiário da editora Correa na área de editoração.


       Você pode encontrar a relação de títulos nos sites:


e



       Vale lembrar que seria interessante adquirir o livro, que está bem acessível na faixa de R$ 10,00 a R$ 12,00 (não estou recebendo nenhuma importância em dinheiro por essa divulgação). Caso o aluno não queira  adquirir o livro poderei emprestá-lo, ou o aluno terá a opção de ir na livraria e ler lá mesmo, já que o livro não é tão longo assim.

Entrega:

       O prazo de entrega será de aproximadamente um mês a partir de apresentado em aula (ou seja, dia 10 de setembro, uma sexta-feira).

Dinâmica - Primeiros anos

Resultante de forças:

1) simulador que soma até três forças (java applet):



http://lectureonline.cl.msu.edu/~mmp/kap4/cd082.htm

2) simulador que soma até cinco forças qualitativamente:



http://www.walter-fendt.de/ph14br/resultant_br.htm

Movimento Circular:

1) simulador de movimento circular:



http://www.walter-fendt.de/ph14br/circmotion.htm

Leis de Newton:

1) Site com diversas animações sobre atrito, leis de newton, forças, etc. além de simulações, jogos e atividades:

http://esamultimedia.esa.int/docs/issedukit/pt/html/t0205e1_p.html

2) Força de atrito:



http://portaldoprofessor.mec.gov.br/storage/recursos/9703/forcas/index.html

3)  Jogo sobre Leis de Newton (acoplagem espacial):



http://rived.mec.gov.br/atividades/fisica/acoplamento/acoplamento_v04.swf

4) Luna Lander ("alunissagem"):



http://phet.colorado.edu/en/simulation/lunar-lander

5) Empurrando objetos:



http://jersey.uoregon.edu/KineticEnergy/index.html

Vídeos sobre as Leis de Newton:

1) http://www.youtube.com/watch?v=6BFR26hcbko

2) http://www.youtube.com/watch?v=ffHVSGkQWIc

Transformações Gasosas - Segundos anos (parte II)

Link para aula:

1) simulador de transformações gasosas:




http://www.baixaja.com.br/downloads/Windows/Education/Science/Ideal-Gas-in-D_33380.html


links alternativos: http://www.superdownloads.com.br/download/117/ideal-gas-3d/


http://www.baixaki.com.br/download/ideal-gas-in-3d.htm


http://pion.sbfisica.org.br/pdc/index.php/por/multimidia/simulacoes/fluidos

2) simulador em português (java):




http://phet.colorado.edu/en/simulation/gas-properties


link alternativo: http://www.ensinolivre.pt/?q=taxonomy/term/34

3) outro simulador:




http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnicaAula.html?aula=9784

4) último simulador:



http://www.falstad.com/gas/

segunda-feira, 9 de agosto de 2010

Conteúdo Programático 3º e 4º Bimestres

Primeiros anos (1ºA e 1ºB):

- Dinâmica
- Energia Mecânica e sua Conservação
- Estática/Fluidostática

Segundos anos (2ºC e 2ºD):

- Termodinâmica
- Ondulatória

Terceiro ano - Matemática (3ºA):

- Estudo da Circunferência
- Estudo das Cônicas
- Números Complexos
- Polinômios
- Introdução ao Cálculo Diferencial

PTC:

- Trabalho Final (2 partes):

I) Parte escrita: de acordo com as regras da ABNT (entrega até 19/Novembro)
(acompanhamento semanal)
II) Apresentação para a escola (última semana de outubro - de 25 a 29)

- Atividades Paralelas:

I) Resenha Crítica
II) Tratamento de dados (pesquisa, coleta de dados, tratamento estatístico de dados)
III) Manutenção do Blog e Portfólio

- Visitas agendadas:

I) Espaço Cata-Vento
II) Planetário
(aberto a sugestões)