Introdução à Física Experimental: mudanças entre as edições

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= Semestre 2019.1 =
= Semestre 2020-1 =


Professor: Vasco Neves (vasco.neves(at)ifpr.edu.br)
Professora: Marcia T. Saito (marcia.saito@ifpr.edu.br)


Encontros: 4a feira: 19h00-20h40 (Turma 01) e 20h55-22h35 (Turma 02) - 2 aulas/semana
Encontros: 4a feira: 19h00-20h40 (Turma 01) e 20h55-22h35 (Turma 02) - 2 aulas/semana


Atendimento ao aluno:  
Atendimento ao aluno: 3a feira: 16h40-18h40


Carga horária: 36 horas
Carga horária: 36 horas
Linha 18: Linha 18:


== Conteúdo Programático ==
== Conteúdo Programático ==
 
- O que é medida, unidades de medida e padrões de referência
1. Introdução à disciplina: objetivos, organização do laboratório, roteiro dos experimentos e relatório.
- Estimativas
 
- Erros experimentais e precisão dos equipamentos
2. O que é medir? Introdução ao conceito de contagem, estimativa e medição. O método científico. A medição na Física e seu sistema de representação. Noção preliminar de erro. 
- Média e desvio padrão
 
- Confecção de gráficos
3. Algarismos significativos, suas regras de arredondamento e operações.
- Linearização
 
- Obtenção dos coeficientes angular e linear de um gráfico
4. O erro de medição. Tipos de erro: escala, sistemático, aleatório, e grosseiro. Noção de precisão e exatidão.
- Análise de dados e levantamento de hipóteses
 
5. Análise estatística do erro aleatório. A distribuição normal, a média, e o desvio padrão.
 
6. Os gráficos. Construção de um gráfico e diferentes tipos de papel milimetrado.
 
7. Regressão linear. Método dos mínimos quadrados.
 
8. Aplicação prática em alguns experimentos de laboratório.


==Bibliografia Básica==
==Bibliografia Básica==
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==Material de Apoio==
==Material de Apoio==


[https://drive.google.com/open?id=1ndpPi0TdWITYYAza7VaPf5yQ6nZDgknU Regras Laboratório Física]
[[Mídia:estrutura_relatorio_geral.pdf|Estrutura de um relatório (Prof. Marcos Alves)]]


[https://drive.google.com/open?id=1wLCsTZdoxtnDI6AevNes41fG8NlQXWSR Guia Laboratório]
[[Mídia:Guia_laboratorio_introducao_fisica_exp_versao_1.2_parte1.pdf|Guia Laboratório (Prof. Vasco Neves)]]


[https://drive.google.com/open?id=19VD_y4xzs7uvQoHxaWRx9R2T-jP9OIH9 Relatório padrão]
[https://drive.google.com/file/d/0B4dIhRM5bV0mM1JvWjlrYnpSVW8/view?usp=sharing Relatorio_padrao_em_forma_de_artigo]


[http://www.phy.ntnu.edu.tw/ntnujava/ejsuser/14019/ejs_AAPTVernierCaliper.jar Simulador de paquimetro analógico] (é necessário ter o java instalado no computador)
[http://www.phy.ntnu.edu.tw/ntnujava/ejsuser/14019/ejs_AAPTVernierCaliper.jar Simulador de paquimetro analógico] (é necessário ter o java instalado no computador)


[http://www.phy.ntnu.edu.tw/ntnujava/ejsuser/14019/ejs_Micrometer02.jar Simulador de micrometro analógico] (é necessário ter o java instalado no computador, cuidado que esse micrômetro não considera a terceira casa decimal do mm de precisão)
[http://www.phy.ntnu.edu.tw/ntnujava/ejsuser/14019/ejs_Micrometer02.jar Simulador de micrometro analógico] (é necessário ter o java instalado no computador, cuidado que esse micrômetro não considera a terceira casa decimal do mm de precisão, conforme consideramos em sala)
 
[[Mídia:Relat3.pdf|Exemplo de relatório bom 1]]
 
[[Mídia:Relat4.pdf|Exemplo de relatório bom 2]]
 
==Orientações para a entrega dos relatórios==
'''Atenção:''' Todos os relatórios devem ser entregues na forma impressa. Relatórios entregues por e-mail NÂO serão aceitos!
 
 
== Diários de Aula ==
 
===07/02===
Apresentação da disciplina
 
[[Mídia:Aula_1_fisexp.pdf|Aula 1]]
 
===14/02===


<!-- [[Mídia:estrutura_relatorio_geral.pdf|Estrutura de um relatório (Prof. Marcos Alves)]]  
Feriado: Carnaval
 
===21/02===
 
Experimento 1: Medidas em Física
 
[[Mídia:Aula_2_fisexp.pdf|Aula 2]]
 
===28/02===
 
Entrega Relatório 1
 
Experimento 2: chute x estimativa x medida
 
[[Mídia:Aula_3_fisexp.pdf|Aula 3]]
 
[[Mídia:Tabela_turma1.pdf|Tabelas Turma 1]]
 
[[Mídia:Tabela_turma2.pdf|Tabelas Turma 2]]
 
 
ATENÇÃO AO NOVO HORÁRIO DE ATENDIMENTO (PARA DÚVIDAS):
- 3a feira: 16h40-18h40
 
===07/03===
 
Entrega Relatório 2
 
Experimento 3: análise de uma amostra de objetos
 
[[Mídia:Aula_4.pdf|Aula 4]]
 
[[Mídia:Tabela_diam.pdf|Tabela diâmetro das bolinhas]]
 
 
===14/03===
 
Análise dos dados do experimento 3: histogramas e discussão do processo de produção dos objetos medidos
 
[[Mídia:Aula_4_fisexp.pdf|Aula 4 (completa)]]
 
===21/03===
 
Entrega Relatório 3
 
Experimento 4: medidas com régua, paquímetro e micrômetro
 
[[Mídia:Aula_5.pdf|Aula 5]]
 
[[Mídia:roteiro_aula5.pdf|Roteiro aula 5]]
 
 
===28/03===
 
Análise dos dados do experimento 4: Propagação de incertezas e comparação do valor experimental com o teórico, através do erro percentual.
 
[[Mídia:Aula_5_completa.pdf|Aula 5 (completa)]]
 
[[Mídia:Aula5_outras_incertezas.pdf|Cálculo das outras incertezas do experimento]]


[[Mídia:Guia_laboratorio_introducao_fisica_exp_versao_1.2_parte1.pdf|Guia Laboratório (Prof. Vasco Neves)]]


[https://drive.google.com/file/d/0B4dIhRM5bV0mM1JvWjlrYnpSVW8/view?usp=sharing Relatorio_padrao_em_forma_de_artigo]
===04/04===


[http://www.phy.ntnu.edu.tw/ntnujava/ejsuser/14019/ejs_AAPTVernierCaliper.jar Simulador de paquimetro analógico] (é necessário ter o java instalado no computador)
Entrega Relatório 4


[http://www.phy.ntnu.edu.tw/ntnujava/ejsuser/14019/ejs_Micrometer02.jar Simulador de micrometro analógico] (é necessário ter o java instalado no computador, cuidado que esse micrômetro não considera a terceira casa decimal do mm de precisão)
Experimento 5: Lei de Hooke - Determinação do k de uma mola, associação em série e paralelo de molas.


[[Mídia:Relat3.pdf|Exemplo de relatório bom 1]]
[[Mídia:Aula_6_2018.pdf|Aula 6]]


[[Mídia:Relat4.pdf|Exemplo de relatório bom 2]]
[[Mídia:roteiro_aula6.pdf|Roteiro aula 6]]


-->


==Orientações para a entrega dos relatórios==
===11/04===


[https://mega.nz/megadrop/71io3TpWuTU Pasta de entrega Relatório 1]
Análise dos dados do experimento 5: Determinação do k, através dos gráficos.


[https://mega.nz/megadrop/HpKLj5ADoCg Pasta de entrega Relatório 2]
[[Mídia:Aula_6_2_2018.pdf|Aula 6 (completa)]]


[https://mega.nz/megadrop/EIZJsBuRdec Pasta de entrega Relatório 3]
[[Mídia:Aula_6_incertezas.pdf|Incertezas k teoricos]]


== Diários de Aula ==


===13/02===
===18/04===


Apresentação da disciplina: seus objetivos, conteúdos e avaliação.
Entrega Relatório 5


[https://drive.google.com/open?id=1JJmH4-OfNwMrhrdYNLCXlk06qebY7z-w Aula 01]
Local da aula: Laboratório de Informática 3


[https://drive.google.com/open?id=17xcFXND1XSxFNgTNqg0y4yYeghGojJWs Aula 01 pdf]
Propostas para a experiência eletiva (Trabalho final da disciplina)


===20/02===
Nesse dia, os grupos deverão vir apenas com a ideia do experimento elaborada.


Apresentação do regulamento dos laboratórios de Física. Regras de segurança do laboratório. Introdução e contextualização da física experimental. O método científico. A contagem e a quantificação da realidade: Exemplos e exercícios.  
A proposta será redigida em sala de aula, com as orientações da professora.


[https://drive.google.com/open?id=1j-C9UGFxjx64NoL0PVsBOXe3mcPpbBWM Aula 02]


[https://drive.google.com/open?id=134fPQHgkvDMQsuCySl3Mq1kfUycCqQjX Aula 02 pdf]
[[Mídia:Orientacoes_trab_final.pdf|Orientações para o trabalho final da disciplina]]


===27/02===


Contagem: breve contextualização histórica e filosófica. O relatório e sua estrutura. Experimento 01. Chute versus estimativa.
===25/04===


[https://drive.google.com/open?id=1etFz-BGZbMx0nZex-aueNY8yqWX5xHDz Aula 03]
Entrega da proposta de experiência eletiva


[https://drive.google.com/open?id=1m9Eqsp1fsRwQIoPQHXGOTo0mod2F_3-7 Aula 03 pdf]
Experimento 6: Pêndulo simples - Determinação de g através do estudo do pêndulo simples.


===13/03===
[[Mídia:Aula_7_2018.pdf|Aula 7]]


Continuação do experimento 01.
[[Mídia:roteiro_aula7.pdf|Roteiro aula 7]]


[https://drive.google.com/open?id=1ysSv1oreiBHca_49bBpAN5iQrNeehQ58 Aula 04]


[https://drive.google.com/open?id=1_1K6ExpUT6iZDmB7jD4Lm4nkEqFHRoq6 Aula 04 pdf]
===02/05===


Nota: os relatórios serão entregues dia 20/03. A entrega com atraso será penalizada.
Análise dos dados do experimento 6: Determinação de g, através da linearização.


===27/03===
[[Mídia:Aula_7_2_2018.pdf|Aula 7 (completa)]]


Revisões sobre o relatório. Noções introdutórias sobre medidas e erros. Experimento 02. Qual a medida mais confiável?
[[Mídia:Aula_7_incertezas.pdf|Incerteza g experimental]]


[https://drive.google.com/open?id=1KnNf0t7mULBCHUu-8WgbPCiwsx0auFgE Aula 05]


[https://drive.google.com/open?id=1HslfHnw1z9tOaSHv7GVnJ-OdImoObo8A Aula 05 pdf]
===09/05===


===03/04===
Entrega Relatório 6


Continuação do experimento 02 e elaboração dos relatórios.
Experimento 7: Fractais - Determinação da dimensão de um objeto com geometria fractal


===10/04 (4 aulas) ===
[[Mídia:Aula_8_2018.pdf|Aula 8]]


As unidades SI. A subdivisão de unidades, as potências de base 10 e a notação científica. Os algarismos significativos e suas regras. Exercícios.
[[Mídia:roteiro_aula8.pdf|Roteiro aula 8]]


[https://drive.google.com/open?id=115XuCcu6dTq9PlIufIeMvVF2TFXxjcRO Aula 07]


[https://drive.google.com/open?id=15Moep7T91qjuhM_Er9oSgtbVoVhF8ZlM Aula 07 pdf]
===16/05===


===09/05 (4 aulas) ===
Análise dos dados do experimento 7: Determinação de D através da linearização em escala logarítimica.


Recapitulação da matéria dada. Os tipos de erro: sistemático, aleatório e grosseiro. O cálculo do erro aleatório a partir da estatística gaussiana. O conceito de média e de desvio padrão. O conceito de precisão e exatidão e sua relação com o erro aleatório e sistemático. Exercícios.
[[Mídia:log-log.pdf|Papel dilog]]


[https://drive.google.com/open?id=1cKqiP7vnIPcP9vu9QfZjDCC9Wf-YWbXZ Aula 08]
[[Mídia:Aula_8_2_2018.pdf|Aula 8 (completa)]]


[https://drive.google.com/open?id=1o4VxOKiepf7EwRH24M4RAEBZRSNDZbX0 Aula 08 pdf]


===22/05===
===23/05===


Continuação da aula anterior.
Entrega Relatório 7


[https://drive.google.com/open?id=1aUkXpESB37jsAPNpyshF1UoL1S-RisPG Aula 09]
Aula reservada para fazer o experimento do trabalho final, no laboratório de Física


[https://drive.google.com/open?id=1ANJFhOkfM1yIuYFbyCgG-NQSwnAKDVjH Aula 09 pdf]


===29/05===
===30/05===


Primeira prova da disciplina.
EREF 2018 - participação no evento


===05/06===


Correção da prova. Os gráficos. Introdução à regressão linear usando o método dos mínimos desvios quadrados.
===06/06===


[https://drive.google.com/open?id=1nAzi5C1q94k1OCLH6y1FhdB9XHRtgwri Gabarito da prova]
Apresentação e entrega dos trabalhos finais da disciplina (experiência eletiva).


[https://drive.google.com/open?id=1ZjZkOWx7xuQwFzphd8ORFNmOOLp60W-k Aula 10]


[https://drive.google.com/open?id=1PIFAu5Ra3OHyfA3v7x2YdJa2AavfDUa4 Aula 10 pdf]
===13/06===


===12/06===
Revisão para a prova e lista de exercícios.


Continuação da aula anterior. Resolução de problemas de análise de dados.  
[[Mídia:Aula_10.pdf|Aula 10]]


[https://drive.google.com/open?id=1dDzvDLoXjdXrTRjls3uHlJBdc_gefE3F Aula 11]
[[Mídia:Lista_revisao_prova2018.pdf|Lista de revisão para prova]]


[https://drive.google.com/open?id=1PGSlL5pK2-3wyzO_A83YWQuMhMSM4rm0 Aula 11 pdf]
[[Mídia:Lista_revisao_prova_gabarito2018.pdf|Gabarito da lista de revisão]]


===19/06===
O gabarito não inclui os resultados dos dois últimos exercícios por eles serem de gráficos manuais e cada pessoa obterá um resultado diferente.


Experimento 03. O Pêndulo Simples. Análise do experimento.


[https://drive.google.com/open?id=1zWViKtU60a99Uw_E8zSASxsqF5v1PP2Q Roteiro 03]
===20/06===


[https://mega.nz/megadrop/EIZJsBuRdec Pasta de entrega Relatório 3]
Prova final


===26/06===
[[Mídia:Medias_finais_2018_3.pdf|Medias finais]]


Segunda prova da disciplina.
ATENÇÃO: AS NOTAS FORAM ATUALIZADAS, COM AS NOTAS DA RECUPERAÇÃO.


[https://drive.google.com/open?id=10vzQIouDY754hisQ1OxNTwJzWyecKOLC Gabarito]


===03/07===
===27/06===


Prova de recuperação da disciplina.
Prova de recuperação


=Semestres anteriores=
=Semestres anteriores=

Edição das 12h07min de 4 de fevereiro de 2020

Semestre 2020-1

Professora: Marcia T. Saito (marcia.saito@ifpr.edu.br)

Encontros: 4a feira: 19h00-20h40 (Turma 01) e 20h55-22h35 (Turma 02) - 2 aulas/semana

Atendimento ao aluno: 3a feira: 16h40-18h40

Carga horária: 36 horas

Objetivos

Proporcionar uma visão ampla do estudante acerca dos fundamentos da Física experimental, da análise e tratamento de dados e da formulação de hipóteses, a fim de dar as bases para as disciplinas experimentais específicas.

Ementa

Segurança no ambiente de laboratório. As medidas e os erros experimentais: experimentos de medidas de grandezas físicas diversas, tratamento de dados e levantamento de hipóteses.

Conteúdo Programático

- O que é medida, unidades de medida e padrões de referência - Estimativas - Erros experimentais e precisão dos equipamentos - Média e desvio padrão - Confecção de gráficos - Linearização - Obtenção dos coeficientes angular e linear de um gráfico - Análise de dados e levantamento de hipóteses

Bibliografia Básica

  • SANTORO, Alberto; MAHON, José Roberto. Estimativas e Erros em Experimentos de Física. 2ª edição. Editora UERJ.
  • POACENTINI, Joao J.; GRANDI , Bartira C.S.; HOFMANN, Márcia P. LIMA, Flávio R.R.; ZIMMERMANN, Erika. Introdução ao Laboratório de Física. 4ª Ed. Editora UFSC, 2012.
  • JURAITIS, K. R.; DOMICIANO, J. B. Introdução ao Laboratório de Física Experimental: Métodos de obtenção, registro e análise de dados experimentais. Editora UEL, 2009.
  • TAYLOR, John R. Introdução à Análise de Erros: O estudo de incertezas em medições físicas. 2ª ed. Bookman, 2012.

Bibliografia Complementar

  • JURAITIS, K. R.; DOMICIANO, J. B. Guia de Laboratório de Física Geral 1 (Parte 1 e 2). Editora UEL, 2009.
  • EMETERIO, Dirceu; ALVES, Mauro Rodrigues. Práticas de Física para Engenharias. Editora Átomo, 2008.
  • CAMPOS, A.A.; ALVES, E.S.; SPEZIALI, N.L. Física Experimental Básica na Universidade (2ª Ed.). Belo Horizonte: Ed.UFMG, 2008.
  • VUOLO, J. H.. Fundamentos da Teoria dos Erros, 2ª ed. Ed. Edgard Blücher, 1996.
  • BALBINOT, A.; BRUSAMARELLO,V. J. Instrumentação e Fundamentos de medidas (vol.1). 2a. ed. LTC, 2010.
  • BALBINOT, A.; BRUSAMARELLO,V. J. Instrumentação e Fundamentos de medidas (vol.2). LTC, 2011.
  • FRANKLIN, W. S. Practical physics: a laboratory manual for colleges and technical schools, vol. 1. La Vergne: Lightning source, 2008.

Material de Apoio

Estrutura de um relatório (Prof. Marcos Alves)

Guia Laboratório (Prof. Vasco Neves)

Relatorio_padrao_em_forma_de_artigo

Simulador de paquimetro analógico (é necessário ter o java instalado no computador)

Simulador de micrometro analógico (é necessário ter o java instalado no computador, cuidado que esse micrômetro não considera a terceira casa decimal do mm de precisão, conforme consideramos em sala)

Exemplo de relatório bom 1

Exemplo de relatório bom 2

Orientações para a entrega dos relatórios

Atenção: Todos os relatórios devem ser entregues na forma impressa. Relatórios entregues por e-mail NÂO serão aceitos!


Diários de Aula

07/02

Apresentação da disciplina

Aula 1

14/02

Feriado: Carnaval

21/02

Experimento 1: Medidas em Física

Aula 2

28/02

Entrega Relatório 1

Experimento 2: chute x estimativa x medida

Aula 3

Tabelas Turma 1

Tabelas Turma 2


ATENÇÃO AO NOVO HORÁRIO DE ATENDIMENTO (PARA DÚVIDAS): - 3a feira: 16h40-18h40

07/03

Entrega Relatório 2

Experimento 3: análise de uma amostra de objetos

Aula 4

Tabela diâmetro das bolinhas


14/03

Análise dos dados do experimento 3: histogramas e discussão do processo de produção dos objetos medidos

Aula 4 (completa)

21/03

Entrega Relatório 3

Experimento 4: medidas com régua, paquímetro e micrômetro

Aula 5

Roteiro aula 5


28/03

Análise dos dados do experimento 4: Propagação de incertezas e comparação do valor experimental com o teórico, através do erro percentual.

Aula 5 (completa)

Cálculo das outras incertezas do experimento


04/04

Entrega Relatório 4

Experimento 5: Lei de Hooke - Determinação do k de uma mola, associação em série e paralelo de molas.

Aula 6

Roteiro aula 6


11/04

Análise dos dados do experimento 5: Determinação do k, através dos gráficos.

Aula 6 (completa)

Incertezas k teoricos


18/04

Entrega Relatório 5

Local da aula: Laboratório de Informática 3

Propostas para a experiência eletiva (Trabalho final da disciplina)

Nesse dia, os grupos deverão vir apenas com a ideia do experimento elaborada.

A proposta será redigida em sala de aula, com as orientações da professora.


Orientações para o trabalho final da disciplina


25/04

Entrega da proposta de experiência eletiva

Experimento 6: Pêndulo simples - Determinação de g através do estudo do pêndulo simples.

Aula 7

Roteiro aula 7


02/05

Análise dos dados do experimento 6: Determinação de g, através da linearização.

Aula 7 (completa)

Incerteza g experimental


09/05

Entrega Relatório 6

Experimento 7: Fractais - Determinação da dimensão de um objeto com geometria fractal

Aula 8

Roteiro aula 8


16/05

Análise dos dados do experimento 7: Determinação de D através da linearização em escala logarítimica.

Papel dilog

Aula 8 (completa)


23/05

Entrega Relatório 7

Aula reservada para fazer o experimento do trabalho final, no laboratório de Física


30/05

EREF 2018 - participação no evento


06/06

Apresentação e entrega dos trabalhos finais da disciplina (experiência eletiva).


13/06

Revisão para a prova e lista de exercícios.

Aula 10

Lista de revisão para prova

Gabarito da lista de revisão

O gabarito não inclui os resultados dos dois últimos exercícios por eles serem de gráficos manuais e cada pessoa obterá um resultado diferente.


20/06

Prova final

Medias finais

ATENÇÃO: AS NOTAS FORAM ATUALIZADAS, COM AS NOTAS DA RECUPERAÇÃO.


27/06

Prova de recuperação

Semestres anteriores

Introdução à Física Experimental - Semestre 2015-1

Introdução à Física Experimental - Semestre 2016-1

Introdução à Física Experimental - Semestre 2017-1

Introdução à Física Experimental - Semestre 2018-1

Introdução à Física Experimental - Semestre 2019-1

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