Introdução à Física Experimental

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Semestre 2019.1

Professor: Vasco Neves (vasco.neves(at)ifpr.edu.br)

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

Atendimento ao aluno:

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

1. Introdução à disciplina: objetivos, organização do laboratório, roteiro dos experimentos e relatório.

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.

3. Algarismos significativos, suas regras de arredondamento e operações.

4. O erro de medição. Tipos de erro: escala, sistemático, aleatório, e grosseiro. Noção de precisão e exatidão.

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

  • 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

Orientações para a entrega dos relatórios

Diários de Aula

13/02

Apresentação da disciplina.

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