Universidade Federal de Pernambuco
Centro de Ciências Exatas e da Natureza
Departamento de Física
PLANO DE ENSINO (15/03/2011)
FI021 – FÍSICA EXPERIMENTAL 1
2011/1
1.Apresentação
O curso de Física Experimental 1 é uma disciplina obrigatória que possui carga horária de 45 horas e é oferecida semestralmente pelo Departamento de Física da UFPE.
Justificativa: No curso de Física experimental 1 serão ministradas aulas em laboratório nos
quais serão apresentados instrumentação e princípios físicos com o intuito de identificar e compreender as limitações de modelos ou idealizações teóricas assim como estabelecer conexões destas com o mundo real, auxiliando assim a formação acadêmica de profissionais que trabalharão nas áreas de Ciências Naturais e Engenharia.
Cursos alvo: Bacharelado em Física, Bacharelado em Matemática, Bacharelado em Química,
Engenharia Biomédica, Engenharia Civil, Engenharia da Computação, Engenharia Eletrônica, Engenharia Eletrotécnica, Engenharia Mecânica, Engenharia de Minas e Engenharia Química.
2. Equipe
Professores: Bruno Medeiros, Clecio Clemente, Fábio Ribeiro, Fernanda Matias, José
Borba, Messias Vilbert, Miguel Angel, e Wilson Barros.
Coordenador: Wilson Barros – ramal: 7609 (departamento de Física);
Endereço eletrônico: wilson@df.ufpe.br
3. Ementa
- Medições experimentais;
- Estimativa de incertezas em medições experimentais; - Tratamento estatístico de dados;
- Gráficos lineares e logarítmicos; - Ajuste de curvas.
4. Objetivos – Gerais e Específicos
GeraisO objetivo geral da disciplina Física Experimental 1 é ensinar ao aluno alguns métodos e técnicas básicas para realização de experimentos de Física e posterior análise dos resultados.
Específicos
- operação de alguns instrumentos de medição;
- expressar corretamente os resultados das medições e avaliar o erro associado; - analisar dados originados de muitas medições de uma grandeza;
- avaliar e compreender os limites de validade de modelos físicos; - confeccionar gráficos e retirar informações destes.
5. Conteúdo Programático
Experimento 1 Medição de dimensões utilizando trena, paquímetro, e micrômetro;
Algarismos significativos e normas para arredondamento; Propagação de incertezas;
Representação do resultado de medições.
Experimento 2 Pêndulo simples;
Período de oscilações harmônicas; Algarismos significativos;
Valor médio e desvio padrão;
Representação gráfica em papel milimetrado; Histogramas;
Experimento 3 Colisões e conservação do momento;
Queda livre e colisões binárias; Vetores;
Algarísmos significativos; Valor médio e desvio padrão.
Experimento 4 Medições em ondas estacionárias;
Linearização de funções;
Gráficos com escalas di-logarítmicas.
Ajuste de curvas pelo método dos quadrados mínimos
Experimento 5 Medição da Lei de Resfriamento de Newton e de calores específicos;
Gráficos com escalas mono-logarítmicas; Utilização de calorímetros.
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6. Metodologia de Ensino
- Realização de 5 práticas incluindo 5 experimentos seguidos das respectivas aulas para discussão e entrega de relatórios.
- Para cada prática, há um material didático incluindo roteiro para o experimento e um pequeno resumo teórico. Esse material deve ser providenciado pelo aluno ANTES de cada prática. O material está disponibilizado na copiadora da cantina da área II, como também no sítio da área 2. Devido a dificuldades às vezes encontradas no acesso ao sítio da área II, esse material também estará disponível no endereço:
http://sites.google.com/site/fisicaexperimental1ufpe/ - Cada prática consta de duas aulas.
A primeira aula, chamada de aula do experimento, tem duração de 4 horas (8:00-12:00 no turno da manhã e 13:00-17:00 no turno da tarde), e é dividida em duas partes: primeiro o aluno assiste a uma exposição introdutória sobre o tema do experimento, de aproximadamente 1 hora, durante a qual ele elimina dúvidas provenientes do estudo do roteiro do experimento. Na segunda parte, de aproximadamente 3 h, os alunos realizam o experimento formando equipes de no máximo 3 alunos por bancada.
A segunda aula, chamada aula de relatório, tem duração de 2 horas (8:00-10:00 no turno da manhã e 13:00-15:00 no turno da tarde), é uma aula complementar ao experimento, na qual o aluno pode tirar quaisquer dúvidas restantes sobre o assunto do experimento, sobre o material teórico, e, em particular, sobre o preenchimento do relatório. Nesta aula o professor pode reforçar qualquer ponto conceitual que avalie necessário. A data desta aula estabelece
o prazo final para entrega do relatório devidamente preenchido.
7. Atividades Discentes
Estudar os textos, que serão disponibilizados na rede, antes da realização de cada experimento programado.
Providenciar e trazer no dia da aula de experimento o respectivo roteiro da prática.
Revisar os tópicos correlatos (aos experimentos) nos livros textos das disciplinas de Física Geral 1 e 2 (bibliografia complementar).
Freqüência, pontualidade, e acompanhamento das aulas.
Elaboração e redação das tarefas de laboratório.
Realização das avaliações.
Solicitar revisão das correções, quando avaliar que seja necessário.
Procurar o coordenador do curso quando houver qualquer questão referente à disciplina.
8. Atividades Docentes
Pontualidade;
seguir atentamente as recomendações deste plano de curso;
Verificar com antecedência as condições das bancadas e montagens experimentais;
Após o término da aula de experimentos, guardar nos armários todo material usado referente aquele experimento;
Pegar e retornar as chaves do laboratório;
Comunicar o coordenador do curso sobre qualquer problema ocorrido durante a práticas.
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9. Procedimentos no Laboratório
Cada bancada deve ser composta de, no máximo, 3 alunos. Cada aluno deve participar de todas as etapas experimentais e teóricas previstas no roteiro (manuseio de instrumentos, confecção de gráficos, tratamento de dados etc ). Em seguida, os alunos da bancada devem discutir seus resultados e compor um relatório único que será entregue na aula seguinte para correção. A nota deste relatório será a nota da equipe.
A maioria dos alunos que cursarão Física Experimental 1 não tiveram a oportunidade de freqüentar um laboratório. Assim, cabe-nos algumas regras (RGnº) e recomendações (RCnº) que, certamente, servirão para toda a vida profissional do aluno.
RG1 – Pontualidade – Na aula de laboratório, o atraso máximo do aluno que permita a ele ainda realizar o experimento será de trinta minutos. Após isso ele recebe falta e não
poderá entrar no laboratório.
RG2 – Conservação dos instrumentos – Os instrumentos são de responsabilidade de todos os
membros da bancada e devem ser manuseados com muito cuidado. Caso ao final da aula seja verificada a falta de um instrumento ou que o instrumento tenha sido danificado, os membros da bancada devem providenciar a aquisição de um novo instrumento para reposição na aula de experimento seguinte.
RG3 – arrumação da bancada – Antes de cada experimento, o estudante encontrará a bancada
arrumada e constando de todos os intrumentos necessários ao experimento. Ao final da prática, os estudantes devem deixar a bancada da mesma forma que a encontraram.
RC1 – Conservação das bancadas – Os alunos devem zelar pelas bancadas evitando riscá-las
ou arranhá-las com os instrumentos.
RC2 – “Lixo no lixo” – Ao final de cada aula de experimento, os alunos devem recolher todo
o lixo produzido e colocar no lixeiro da sala.
10. Procedimentos na sala de aula
A aula de relatório é realizada em uma sala de aula comum. Nesta aula, os estudantes devem preencher e entregar os relatórios de sua respectiva bancada. Dúvidas relacionadas ao preenchimento dos relatórios devem ser esclarecidas nesse momento. Nesta aula não será possível a realização de experimentos complementares aos já realizados na aula experimental da referida prática. O estudante que não compareceu à aula experimental pode participar da aula de relatório uma vez que qualquer material discutido nessa aula poderá ser cobrado nas provas. Porém, o estudante não poderá ter o relatório avaliado e constará a nota ZERO na respectiva prática.
11. Forma de Avaliação
A avaliação do aluno ao longo do semestre será feita em duas partes, seguindo o cronograma da segunda e da terceira semana de provas da Área 2. Na primeira
semana de provas da área 2 não haverá prova de Física Experimental 1. O aluno
realizará assim provas teóricas, com duração máxima de 2 horas, nas semanas reservadas para as provas das disciplinas da Área 2.
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A avaliação de cada unidade será composta de uma prova teórica PT (ver calendário de provas estabelecido pela Área 2), relatórios (uma nota para cada relatório) RE e pela avaliação da participação do aluno em sala PA (uma nota para cada prática);
A nota de cada exercício escolar será: PT + média aritmética (RE+PA), com os pesos discutidos abaixo.
Prova teórica
A prova teórica, PT, terá duração de 2 horas, realizada em data estabelecida pela Área II e valerá de 0 a 6, ou seja, no máximo 60% da nota total do exercício escolar;
O conteúdo da primeira prova versará sobre os três primeiros experimentos;
O conteúdo da segunda prova versará sobre os dois experimentos restantes;
O exame final será um exame escrito realizado na semana de exercícios finais escolares da Área 2. O exame final versará sobre qualquer assunto visto nas aulas da disciplina.
Participação
1 ponto será atribuído de acordo com a participação do aluno em sala de aula e no laboratório, aferindo particularmente sua pontualidade. Esse ponto será adicionado a nota de cada relatório. Atrasos superiores a 10 min (dez minutos) resultarão na perda do ponto de participação daquela prática. Os atrasos serão considerados em qualquer uma das aulas, de laboratório ou relatório.
Relatórios
A nota aferida aos relatórios, RE, será de 0 a 3 pontos. Essa nota será atribuída à correção dos roteiros dos experimentos (devidamente preenchidos);
A nota de relatório será acrescida da nota de participação, PA, e a média aritmética das notas de relatórios e de participações irá compor, no máximo, 40% da nota notal do exercício escolar;
A nota de relatório é atribuída para a equipe de estudantes compondo a respectiva bancada no dia da aula de experimento. A equipe de estudantes não precisa ser a mesma durante todas as aulas de laboratório.
12. Correção de provas e critérios de aprovação
As provas serão compostas por toda a equipe de professores. As mesmas constarão tipicamente de questões discutidas nos relatórios. Cada prova será corrigida por dois professores pertencentes à equipe da diciplina;
Se a média parcial (mP) dos dois exercícios escolares for mP ≥ 7,0 (sete), o aluno será considerado APROVADO POR MÉDIA e média final mF = mP. Se a mP estiver no intervalo 3,0 (três) ≤ mP < 7,0 (sete), o aluno necessitará fazer o exame final da disciplina. Se a mP for mP < 3,0 (três), o aluno não terá direito a fazer o exame final e será considerado REPROVADO. A média final mF para os alunos que fizerem o exame final é a media aritmética da média parcial com a nota do exame final. Neste caso, se mF < 5,0 (cinco) o aluno será considerado REPROVADO e se mF 5,0 (cinco) o aluno será considerado APROVADO;
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Caso algum aluno sinta-se prejudicado na atribuição das notas, é sua prerrogativa requerer na coordenação da Área 2 uma revisão da correção, seguindo procedimento usual para os exercícios escolares da Área 2;
O aluno que faltar de forma justificada uma das provas teóricas poderá requisitar, na secretaria da Área 2, fazer a segunda chamada. Esta segunda chamada ocorrerá na data determinada pelo calendário de provas da Área 2 e incluirá todo o assunto da disciplina. A nota da segunda chamada substituirá então a nota teórica que falta;
O aluno que faltar as duas provas estará automaticamente reprovado sem direito a segunda chamada ou prova final;
Visto que a disciplina tem carga horária semestral de 45 h, o aluno que faltar mais de 11,25 h, sem reposição, será considerado REPROVADO POR FALTA, de acordo com a Resolução nº 04/94/CCEPE de dezembro de 1994. A frequência será rigorosamente aferida através de pelo menos uma chamada em sala de aula e/ou ata de presença. As faltas serão registradas no SIG@ ao final de cada unidade, juntamente com a nota do EE correspondente. Observe que no SIG@ registram-se o número de horas-aula perdidas (cada aula corresponde a duas horas-aula);
Atenção: conforme consta no Manual Acadêmico (acessível em www.proacad.ufpe.br), não existe abono de faltas. A equipe de Física Experimental 1 entende que problemas pessoais, médicos, trabalhistas, etc, podem exigir que o estudante eventualmente falte à aula. Entretanto, justamente para estas excepcionalidades estão previstos os 25% de faltas que são regimentalmente toleradas.
13. Bibliografia
BásicaTextos para cada experimento disponibilizados no sítio da área 2, na área da disciplina, e também na xerox ao lado da área 2. Estes textos são, geralmente, constituídos de duas partes: a) introdução ao tema do experimento; b) procedimento do experimento.
Complementar
1. Halliday, Resnick e Walker, Fundamentos de Física, volume 1, 7ª edição, LTC 2. Halliday, Resnick e Walker, Fundamentos de Física, volume 2, 7ª edição, LTC 3. Tipler e Mosca, Física para Cientistas e Engenheiros, volume 1, 5ª edição LTC 4. F. J. Keller, Física, volume 1, 2ª edição, MAKRON Books
5. M. Nussenzweig, Curso de Física Básica, volume 1 - Mecânica, Editora Edgar Blucher, 1997.
14. Agradecimentos
Uma parte dos textos utilizados segue os textos disponibilizados em semestres anteriores, pelo professor Erivaldo Montarroyos R. Lima (Dep. de Física -UFPE). Em determinadas partes dos textos, segue-se o material fornecido pelo professor Erivaldo, ao qual agradecemos a gentileza de permitir seu uso. Agradecemos também ao professor Erivaldo pela confecção das montagens de vários experimentos que utilizamos nesta disciplina.
15. Parecer
Recife, _____/_____/________
__________________________ Coordenador da Graduação do DF
