UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA
Instituto de Ciências Exatas e Naturais do Pontal

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Timbre

Plano de Ensino

IDENTIFICAÇÃO

Componente Curricular:

FÍSICA EXPERIMENTAL 1

Unidade Ofertante:

 ICENP

Código:

ICENP32303

Período/Série:

2

Turma:

QI

Carga Horária:

Natureza:

Teórica:

0

Prática:

30

Total:

30

Obrigatória:

(X)

Optativa:

( )

Professor(A):

MIGUEL ÁNGEL GONZÁLEZ BALANTA.

Ano/Semestre:

2023/2°

Observações:

 

 

EMENTA

1. Movimento unidimensional. 2. Movimento em duas dimensões. 3. Cinemática da rotação. 4. Movimento relativo. 5. Dinâmica da partícula. 6. Trabalho e energia. 7. Conservação da energia. 8. Conservação do momento linear. 9. Colisões. 10. Experimentos sobre dinâmica da rotação.

JUSTIFICATIVA

O estudo da Física Experimental permite que os estudantes possam abordar e visualizar os problemas e fenônemos físicos estudados nas aulas de Física Teórica do ponto de vista experimental, desenvolvendo habilidade como experimentador, além de estimular sua criatividade e seu senso crítico. As aulas práticas de laboratório permitirão aos estudantes construir seus conhecimentos sobre o tema estudado, fazendo comparações dos resultados empíricos com a teoria. Desta forma, é esperada uma integração entre teoria e prática.

OBJETIVO

Objetivo Geral:
Ao final da disciplina o aluno será capaz de verificar a validade dos modelos teóricos, comparando com os resultados experimentais. Também é esperado que este saiba identificar as grandezas físicas fundamentais utilizadas na experiência. Por fim, espera-se que com a experimentação, o estudante saiba encontrar, aplicando o método científico, as expressões matemáticas que relacionam as grandezas físicas em um determinado fenômeno.

Objetivos Específicos:

Manipular aparelhos e montagens necessários à execução dos experimentos. Ter conhecimento da teoria dos erros e sua importância em qualquer medição. Verificar alguns modelos teóricos da mecânica clássica experimentalmente. Desenvolver habilidade como experimentador.

PROGRAMA

1. Teoria. Introdução, medidas em física e teoria dos erros.

Experimentos:

2. Propagação dos erros, medidas diretas e indiretas e algarismos significativos.

3. Interpretação e analise de gráficos.

4. Cinemática Unidimensional.

5. Queda livre (Determinação da aceleração da gravidade)

6. Movimento de um projetil.

7. Dinâmica da partícula

8. Lei de Hooke e conservação de energia

9. Conservação do momento linear

10. Equilíbrio de corpo rígido.

METODOLOGIA

Os experimentos tratados na disciplina Física Experimental 1 serão realizados no Laboratório de Física 1 (SINCRONO-PRESCENCIAL), Bloco A, do Campus do Pontal da UFU. Será apresentada uma situação-problema sobre um tema específico que os estudantes tentarão resolver fazendo os experimentos sugeridos com ajuda de um roteiro, além das indicações fornecidas pelo professor em cada pratica de laboratório. O professor supervisionará o trabalho dos estudantes e suscitará discussão e troca de idéias sobre os fenômenos observados durante o experimento. O estudante deverá coletar os dados necessários durante a realização da experiência para preparar o relatório de atividades que deverá será entregue na aula seguinte. Todos os trabalhos no laboratório serão realizados em equipes de, no máximo, 3 estudantes. O conteúdo programático das ATIVIDADE ACADÊMICA EXTRA (AAE) da disciplina será desenvolvido por meio do ambiente virtual de aprendizagem (AVA) oficial da UFU: o Moodle (www.moodle.ufu.br). O programa da disciplina será organizado mediante tópicos na plataforma Moodle descritos na tabela 1. Haverá uma tarefa com o roteiro ou lista de exercícios para apresentação do relatório seguindo as pautas dadas pelo professor. Para a realização da disciplina é necessário que o estudante tenha acesso a um computador (PC). Todos os relatórios serão realizados em equipes de, no máximo 3 estudantes. TODOS os estudantes serão responsáveis pela entrega do relatório deverá “Adicionar a tarefa” na aula da semana seguinte até as 23:59 horas (caso haja dois ou mais experimentos, deverão ser entregues os relatórios em cada tópico estudado). Atendimento ou dúvidas do relatório serão resolvidas de forma síncrona quartas e quintas das 13:20 as 14:20 no laboratório de física 1, 2 ou 3 no Bloco A do Campus do Pontal da UFU, o estudante deve marcar o atendimento com antecedência informando o professor . se ira realizar outro atendimento no fórum de cada tópico no moodle nas quartas das 10:00 horas até as 22:00 horas, o professor se compromete a responder dúvidas usando vídeos personalizados, imagens, etc.

 

 

 

 

Programa e planejamento:

Tabela 1. Programa da disciplina

Tópico

Objetivo e metodologia

 

Introdução, medidas em física e teoria dos erros.

Introdução à Disciplina. Apresentação do plano de ensino. Pautas para realizar o relatório. Apresentação do método cientifico, estudo de unidades, notação cientifica, desvio padrão, desvio padrão da media, erro experimental, erro total, precisão e exatidão. Uso do paquímetro (duas casas decimais mm-centésimas de mm) Medida da altura do cilindro , 6 medidas

 

Propagação dos erros, medidas diretas e indiretas e algarismos significativos (1)

Identificar a “precisão” de um aparelho, isto é, “precisão” ou sensibilidade das escalas de leituras em aparelhos diversos; praticar o uso do conceito de algarismos significativos de uma medida.

Teoria do erro Algarismos significativos, propagação do erro.

Exercícios em aula:

· Cálculo do erro total da altura do cilindro com paquímetro.

· Propagação do erro usando derivadas parciais, suma subtração, multiplicação.

· Medir área folha A4, régua centimetrada e milimetrada, com propagação do erro calcular a área centimetrada, converter para milimetrada

Tarefa: Lista de exercícios

 

Propagação dos erros, medidas diretas e indiretas e algarismos significativos. (2)

Experimento. Teoria do erro

Tarefa: Relatorio

 

Interpretação e analise de gráficos.-Sci-Davis*

Correlacionar a distribuição de pontos obtidos com os modelos matemáticos conhecidos. Essas equações matemáticas expressam em primeira aproximação uma lei física, a qual permite predizer resultados de experiências similares. Tarefa: Relatorio

 

Linearização e gráficos log-log, lei de potência.

 

 

Cinemática Unidimensional.

Rever os conceitos básicos de movimentos unidimensionais, tais como: posição, velocidade e aceleração. Tarefa: Relatório

 

Prova 1

Avaliação 1

 

Capstone, sensores e Queda livre (Determinação da aceleração da gravidade) e vista de prova 1

Mostrar o uso dos sensores da Pasco e o capstone, como novas ferramentas de ensino. Estudar o movimento de um corpo em queda livre e estimar o valor da aceleração gravitacional local , Tarefa: Relatorio

 

 

Lei de Hooke e troca de energia.

Estudar um sistema conservativo

Medir a constante de elasticidade de uma mola Observar a troca de energia potencial gravitatoria, energia potencial elástica e energia cinética. Tarefa: Relatório_

 

Movimento de um projétil.

Observar o movimento em duas dimensões (no plano) e construir a trajetória de uma partícula que cai com uma determinada velocidade horizontal. Tarefa: Relatório

 

 

Revisão geral

Revisão geral dos conceitos mais importantes nas disciplinas e problemas típicos apresentados nos relatórios

 

Prova 2

Avaliação 2

 

Vista prova 2

Avaliação 2

 

Prova substitutiva

Atividade(s) avaliativa(s) de recuperação de aprendizagem

 

Vista Prova Substitutiva

Atividade(s) avaliativa(s) de recuperação de aprendizagem

 
   

 

 

* Foi escolhida a plataforma de construção e análise de gráficos Sci - Davis por ser a plataforma de livre acesso com estrutura, ferramentas de cálculos e ajustes mais próximos do origim.

AVALIAÇÃO

Ao final de cada experimento, a equipe de trabalho deverá preparar um relatório do experimento realizado seguindo as pautas dadas pelo professor e o apresentará na aula seguinte. Os primeiros 10 minutos de cada pratica poderá haver um teste rápido relacionado com os procedimentos do experimento a ser realizado e cuja nota valera até 20 (vinte) pontos. A nota do relatório (entre zero e oitenta) mais o teste (entre zero e cem cada) será a nota de cada integrante da equipe que assistiu a prática. Os estudantes farão ainda duas provas (com nota entre zero e cem cada), sendo estas na forma de prova escrita e individual. A média final (F) será obtida considerando-se a fórmula

 

F=(R+P1+P2)/3,

Onde P1 e P2 corresponde a nota de cada uma das provas aplicadas aproximadamente na oitava e décima sexta semanas do período letivo e valerá até 100 (cem) pontos. R é a média aritmética de todos os relatórios apresentados (uma semana após a correspondente pratica). Para ser aprovado, o estudante deverá obter F≥60 (sessenta) e ter, no mínimo, 75% de frequência. Haverá uma prova substituta ou atividade avaliativa de recuperação de aprendizagem que elimina a menor de R, P1 ou P2. A nota F após a prova substituta não deve ultrapassar de 60.

BIBLIOGRAFIA

Básica

1) Resnick, R., Halliday, D., Walker, J. Fundamentos de Física. Volume 1. 8ª Edição. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 2009.

2) Nussenzveig, H. M., Curso de Física Básica - Mecânica. Volume 1. 4ª Edição. São Paulo: Editora Edgard Blücher, 2002.

3) Halliday, D., Resnick, R., Krane, K. S., Física 1. 5ª Edição. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 2003.

 

Complementar

1) Chaves, A., Física – Mecânica. Volume 1. Ed. Reichmann. São Paulo, 2001.

2) Finn, E. J., Alonso, M., Física, um curso universitário. Volume 1. Editora Edgard Blücher, São Paulo, SP, 2ª Edição, 2002.

3) Sears, F., Zemansky, M. W., Física – Mecânica. Volume 1. Editora Addison Wesley, 10ª Edição ,2003.

4) Tipler,P. A., Mosca, G. Física para Cientistas e Engenheiros. Volume 1. 5ª Edição. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 2009.

5) Feynman, R. P., Leighton, R. B., Sands, M., Lições de Física de Feynman, Edição Definitiva. Editora Bookman, 2008.

 

APROVAÇÃO

Aprovado em reunião do Colegiado realizada em: ____/____/______

Coordenação do Curso de Graduação: _________________________

 

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Documento assinado eletronicamente por Rodrigo Barroso Panatieri, Coordenador(a), em 02/04/2024, às 15:59, conforme horário oficial de Brasília, com fundamento no art. 6º, § 1º, do Decreto nº 8.539, de 8 de outubro de 2015.
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Referência: Processo nº 23117.090087/2023-91 SEI nº 5109900