F 329 - 2°S 2018 - Aula 1 - Exp 0 · Formato do Relatório: 1 Devem ter no máximo 4 páginas...
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F-329 Física Experimental III
Francisco [email protected]
https://sites.ifi.unicamp.br/rouxinol/ensino/f-329/
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Plano de Desenvolvimento da Disciplina
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Experimentos• São organizados em 2 aulas:
Ø aula exploratória Ø aula de relatório
• Tem vários objetivos dentro de um mesmo tema
• Tem 3 possíveis formatos:Ø Teste de Hipótese (TH)Um efeito é estudado de forma quantitativa com uma previsão baseada em um modelo com hipóteses que são testadas e eventualmente verificadas.
Ø Experimento de Observação (EO)Um fenômeno é observado e descrito qualitativamente. O efeito é descrito e explicações são propostas e possivelmente testadas.
Ø Experimento de Aplicação (EA)Com base em modelos e hipóteses, um a aplicação é proposta e testada.
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Experimentos :11. Condutividade de dispositivos*;
a) TH: Resistor
b) EO: Diodo
2. Sensores resistivos e termistor;
a) TH: Termistor
b) EO: LDR
c) EA: Termômetro
3. Fontes de tensão*;
a) EO: Fonte de tensão
* Relatórios simplificados de 2 página
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Experimentos: 21. Introdução ao osciloscópio*;
a) EO: Onda senoidal
b) EO: LED
2. Circuitos RC;
a) TH: Descarga de capacitor Rápida e Lenta
b) EO: Capacitor sensível ao toque
c) EO: LED alimentado por capacitor
3. Bobinas de Helmholtz.
a) EA: Medida do Campo Magnético da Terra
* Relatórios simplificados de 1 página
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Organização
Tempo
Aula Exploratória
-Planejamento e
testes
Aula de Relatório
-Medidas
definitivas
Entrega do relatório (grupo)
Relatório Entregue
* Decréscimo de 10% da nota por dia de atraso. 6 dias de prazo
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Aula Exploratória • Os fundamentos do experimento são abordados.
• As explicações são dadas de modo que o(a) estudante compreenda bem
o que está por investigar.
• O(a)s estudantes devem trabalhar com os equipamentos e definir as
montagens e estratégias para atingir os objetivos de cada experimento.
• Tudo é anotado no caderno de
laboratório.
• Uso do caderno por cada estudante é
obrigatório.
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Aula relatório• Os estudantes devem fazem um planejamento do experimento que
irão realizar se baseando nas medidas e discussões feitas na aula anterior.
• Para ajudar no planejamento tarefas são sugeridas com os dados preliminares.
• O professor irá ver, discutir e visitar o planejamento nos cadernos antes do início das tomadas de dados.
• Nesse momento, os estudantes realizam as medidas efetivas que serão usadas no relatório. Tudo é anotado no caderno.
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Cronograma1 S 1/28/19 Introdução e Experimento 1
2 T 1/29/19 Relatório 1
3 Q 1/30/19 Experimento 2
4 Q 1/31/19 Relatório 2
5 S 2/1/19 Experimento 3
6 S 2/2/19
7 D 2/3/19
8 S 2/4/19 Relatório 3
9 T 2/5/19 Revisão
10 Q 2/6/19 P1-Ex 1,2,3
11 Q 2/7/19 Experimento 4
12 S 2/8/19 Experimento 5
13 S 2/9/19
14 D 2/10/19
15 S 2/11/19 Relatório 5
16 T 2/12/19 Experimento 6
17 Q 2/13/19 Relatório 6
18 Q 2/14/19 Revisão
19 S 2/15/19 P2- Ex 4,5,6
20 S 2/16/19
21 D 2/17/19
22 S 2/18/19
23 T 2/19/19 EXAME Ex.1-6
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Falta, notas e reposiçãoImportante: Em caso de falta nas aulas exploratória ou de medidas haverá desconto
de 30% e 70% da nota do relatório respectivamente. Trata-se de uma disciplina experimental e a presença é cobrada e há reprovação por falta.
Em caso de faltas justificadas em qualquer uma das duas aula para um dado relatório, o(a) estudante poderá pedir a reposição da aula perdida. Para isso, é necessário fazer a solicitação em formulário apropriado na secretaria de graduação até 15 dias após a ocorrência.
Importante: somente são aceitas as justificativas previstas no regimento geral de graduação, Seção X, Artigo 72. Qualquer outra justificativa será automaticamente negada.
Em caso de falta a uma prova, similarmente, deverá ser feito um pedido de reposição até 15 dias após a ocorrência. O exame será utilizado como reposição da prova.
http://www.dac.unicamp.br/portal/grad/regimento/
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ProvasAs provas serão realizadas em sala de aula versando sobre os conceitos da disciplina, incluindo realização e interpretação de gráficos, propagação de incertezas, compreensão de circuitos, entre outros.
Excetuando-se os casos previstos no regimento da Graduação da UNICAMP, não haverá segunda chamada para as provas. Alunos que não puderem comparecer à prova (com justificativa) poderão realiza o exame como prova substitutiva.
Durante a prova, é permitido utilizar material de escrita, réguas, calculadoras e o caderno de laboratório. Nenhum tipo de papel solto (rascunho, etc.) pode ser utilizado durante a prova. Qualquer folha (contendo gráficos ou extratos de livros, por exemplo) deverá ser previamente colada no caderno. Qualquer papel, com qualquer tipo de anotação, acessível ao estudante durante a prova será considerado uma ação fraudulenta e implicará em reprovação com nota zero na disciplina.
http://www.dac.unicamp.br/portal/grad/regimento/
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AvaliaçãoMédia de aproveitamento: M = (R + P1 + P2) / 3 + bônus• R é a média aritmética das notas dos relatórios. A menor nota de relatório é descartada. • P1, P2: Prova, escrita/experimental;•Bônus: Participação.
M = [(R + P1 + P2) / 3] ³ 7,0 Dispensado de exame [(E + M) / 2] ³ 5,0 AprovadoM = [(R + P1 + P2) / 3] < 7,0 Precisa fazer exame * [(E + M) / 2] < 5,0 Reprovado
Critérios de aprovação (Art.3, Del.154/93, Congregação do IFGW):(M = média de aproveitamento, E = Nota do exame)•Só vai para exame se tiver frequência ³ 75%. Portanto falta não justificada a 4experimentos já implica em reprovação por frequência, sem direito a exame.•E: Prova escrita/experimental versando sobre todos os experimentos realizadosno curso.
http://www.dac.unicamp.br/portal/grad/regimento/
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Formato do Relatório: 1Devem ter no máximo 4 páginas (+anexos), focalizando análises, discussões e conclusões, com as devidas propagações de erros. Gráficos devem estar no corpo do relatório e não anexos no final.
O relatório deverá conter as seguintes sessões:• Título • Nomes e RAs dos participantes – Grupo e Turma!• Afirmação de honestidade* • Resumo *• Hipóteses*• Procedimento Experimental (incluindo erros)* • Resultados * • Análises *• Discussões *• Conclusões *• Referências bibliográficas
* O Conteúdo de cada sessão será usado na avaliação.
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A BM±m J±j
N±n K±k
O±o L±l
Resultados
Formato do Relatório: 1
Análise Discussão
Os valores medidos
apresentam relação
linear (ou não)
dentro das
incertezas
experimentais.
Isso significa que...
Conclusão
O modelo utilizado
para descrever o
experimento é
adequado
(ou não)
dentro das
incertezas
experimentais.
Isso ocorre por
que....
Y=Y0+X*h
Incertezas relativa?
Artefatos?
Cálculo de grandezas.
Propagação de
incertezas.
Incerteza no ajuste?
Descarte de pontos?
Aplicação do
modelo?
Resumo Hipóteses Metodologia
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A BM±m J±j
N±n K±k
O±o L±lResultados
Formato do Relatório: 2
Análise
Discussão
Conclusão
Y=Y0+X*h
Hipóteses
Metodologia
Formato reduzido:
até 2 páginas de texto corrido + anexos.
Todo o
conteúdo sem
separação por
sessões
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Afirmação de Honestidade
“A equipe declara que este relatório que está sendo entregue foi escrito por ela e
que os resultados apresentados foram medidos por ela durante as aulas de F 329
no 1ºS/2019. Declara ainda que o relatório contém um texto original que não foi
submetido anteriormente em nenhuma disciplina dentro ou fora da Unicamp.”
Ao submeter um relatório nesta disciplina, cada estudante individualmente está declarando o seguinte:
Formato do Relatório: 1&2
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Bibliografia
•Halliday, Resnick e Walker, Fundamentos da Física, Vol.3
•M. Alonso e E. J. Finn, Fundamental University Physics.
•H. M. Nussenzveig, Curso de Física Básica, vol 3.
•F. Zemansky, Eletricidade e Magnetismo.
•P. A. Tipler, Física, vol 2.
•M. Gussow, Eletricidade Básica.
•A. W. Lima Jr., Eletricidade e Eletrônica Básica.
•Referências indicadas nos roteiros dos experimentos.
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CLÁUSULA DE HONESTIDADE ACADÊMICA
Quando for constatada a existência de práticas fraudulentas em qualquer uma das
avaliações realizadas durante o semestre, os envolvidos serão reprovados na disciplina
com nota zero (0), sem prejuízos às eventuais outras ações disciplinares previstas no
Regimento Geral da Unicamp (Capítulo X, artigos 227-230).
Em particular, cada relatório será comparado aos relatórios de um banco de dados já
criado e se for constatada cópia, haverá análise minuciosa para apurar se houve de fato
plágio e se a ação implica em uma ação fraudulenta e consequentemente na
reprovação de todos os membros da equipe que assinou o relatório com nota zero (0).
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REGIMENTO GERAL DAUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
TÍTULO X. DO REGIME DISCIPLINAR
Artigo 227....constituem infrações à disciplina...IV. cometer ato de desrespeito, desobediência, desacato ou que de qualquer forma, importe em indisciplina; VII. recorrer a meios fraudulentos, com o propósito de lograr aprovação ou promoção;
Artigo 228. Constituem penalidades disciplinares:I. advertência;II. repreensão;III. suspensão até dois anos;IV. demissão;V. expulsão.
Artigo 229. § 3º. A penalidade disciplinar constará do processo de vida acadêmica do aluno.
Artigo 230. A competência para conhecer dainfração determina-se: I. as penalidades de advertência e suspensão de alunos, até 3 (três) dias, os professores;II. as penalidades de advertência, repreensão e suspensão até 30 (trinta) dias, os Diretores das Unidades Universitárias;
http://www.unicamp.br/unicamp/informacao/regimento-geral-da-unicamp
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AULA DE HOJE: - CIÊNCIA E ENGENHARIA NO LABORATÓRIO- TÓPICOS DE ELETRICIDADE- INTRODUÇÃO AOS EQUIPAMENTOS
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Teorias Físicas e ExperimentosTeorias Físicas são conjuntos de ideias que sintetizam de forma matemática uma grande quantidade de informação. As teorias atuais são baseadas em enormes quantidades de medidas e experimentos e foram testadas exaustivamente. As teorias físicas atuais são a melhor descrição (e ferramenta de previsão) disponível do universo.
A partir das teorias, é possível escolher fenômenos de interesse e criar modelos.
Os modelos podem ser utilizados para fazer previsões sobre o resultado de algum experimento.
Experimentos são situações reais nas quais ‘algo’ que acontece é de alguma forma registrado.
Os experimentos partem de uma ideia sobre tal acontecimento e sobre o que é relevante para ser registrado e como registrar.
O registro desse algo é o que chamamos de medidas. As medidas são um fato experimental que deve ser expresso com unidades e incerteza.
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Método CientíficoFazer
observações interessantes
Formular Hipóteses
Fazer previsões verificáveis
Fazer Experimentos que testam as
previsões
Melhorar, alterar ou rejeitar Hipóteses
Desenvolver Teorias Gerais
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Ciência no (nosso) Laboratório
Fazer previsões verificáveis (modelo)
Fazer Experimentos que testam as
previsões (modelo)
Melhorar, alterar ou rejeitar
Hipóteses (modelo)
ReprodutibilidadeEu obteria o mesmo
resultado se repetissetudo que fiz?
Avaliação de IncertezasQuão preciso são as previsões que eu fiz?
E meus dados?
Teoria Geral
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Potencial Elétrico –Corrente – Resistência
Comprimento !
E
A
Vb Va
Corrente I"#$ = &
#
$' ( )+⃗ = '&
#
$)+⃗ = '!
,⃗ ≡ .' = . "#$!" = !
. / = !.
01 → 3 = !
.1 =4!1
Definição de resistência e condutividade
3 ≡ "5
,⃗ ≡ 01
Nota: ., 4 e R não sãonecessariamente constantes!., 4 são ditas intrínsecas; R é extrínseca.
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Materiais
Material Resistividade(W-m)
Prata 1.6 ´ 10-8
Cobre 1.7 ´ 10-8
Alumínio 2.7 ´ 10-8
Ferro 9.7 ´ 10-8
Níquel-Cromo 1 ´ 10-6
Germânio (1 -500) ´ 10-5
Silício 0.1 – 60
Vidro 109 – 1012
Borracha 1013 – 1015
Quartzo 1018
Condutor (Cobre)
Isolante(Plástico)
A condutividade elétrica varia muito (> 25 ordens de grandeza)
de um material à outro.
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Materiais
MaterialCondutividade
térmica (W m-1 K-1)
Diamante 1000
Cobre 400
Alumínio 240
Aço 50
Mármore 3
Água 0.6
Teflon 0.3
Isopor 0.04
Ar 0.03
A condutividade térmica varia pouco (~5 ordens de grandeza) de um material à outro.
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Efeitos fisiológicos
! ≡ #$
Qual é o R do “ser humano”?Note que V ® I, com valor dependendo de R.(ou seja, a tensão causa a corrente e não o contrário).
Corrente Elétrica(por 1 segundo) Efeito fisiológico
Tensão necessária assumindo uma
resistência corporal de 10 kOhms
1 mA Limite para percepção 10 V
5 mA Sensação de dor 50 V
10-20 mA Contração muscular incontrolável 100 V
100-300 mA Fibrilação 1,000 V
6 A Queimaduras e parada respiratória 60,000 V
Entretanto, isso depende da
tensão ser AC-DC, da pessoa
e do local onde
a tensão é aplicada
(espessura estado e
humidade da pele, etc).
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Tensão
• Por que falamos em tensão elétrica e não em campo elétrico? Energia ou força
• Se todo local tem um potencial elétrico, em que potencial eu estou?
O potencial ‘da(o) T(t)erra’. • A tensão é sempre absoluta? É sempre relativa? E nos
equipamentos?Modos de Acoplamento.
• Tensão AC: Terra – Fase – Neutro• Tensão DC: Positivo e Negativo (onde está o Terra)?
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Tensão AC/DC aterramento
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Fonte de tensãoFonte
Ajusta a correntemáxima
Ajusta a Tensãomáxima
Avisa qual limitador está atuando
E
Introdução aos equipamentos e circuitos
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CircuitosPlaca de circuitos Resistências
Introdução aos equipamentos e circuitos
10 – 106 W
Cabos<1 W
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CircuitosPlaca de circuitos Resistências
Introdução aos equipamentos e circuitos
10 – 106 W
Cabos <1 W
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Fusíveis
Introdução aos equipamentos e circuitos
Fusível
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MultímetroSeleção de
função
“Segura” o valor medido Seleciona a Função em azul(DC ou AC)
Escala
V A W
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Multímetro
WFunção:
R1W
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Multímetro
Função: V
R1VE
V
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Multímetro
Função: A
R1E
A
A
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Tensão relativa ou ‘absoluta’?
Onde está o potencial de referência?
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Incertezas no Multímetro
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Circuitos simples
R1VE
A
Rp = 100 WR1 = 100 WE = 5 V
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Outro Circuitos simples:Divisor de tensão
R1
R2
VE
A
V2
V1
! = #$%$ + %'
#' = !%' #' = #$%'
%$ + %'
R2 = 220 W