Introdução às Ciências Físicas I

Prévia do material em texto

INTRODUÇÃO ÀS CIÊNCIAS FÍSICAS I 
Guia da Disciplina 
 
Introdução às Ciências Físicas I 
 
1. A quem se destina 
 
Esta disciplina integra a grade curricular dos cursos de formação de 
professores na área de ciências biológicas, física, química e matemática, além 
de engenheiros de produção e meteorológicos. 
 
Os pré-requisitos para cursá-la são: 
 conhecimentos prévios de geometria e trigonometria (nível de ensino 
médio) 
 conhecimentos básicos da física do ensino médio 
 tempo disponível para realização de atividades obrigatórias no polo 
(em média 2 horas a cada quinze dias, para a realização de 
experimentos de grande porte). 
 
 O material didático é constituído de 
 3 volumes de cadernos didáticos 
 livros textos do ensino médio 
 material complementar na plataforma 
 experimentos montados nos pólos 
 
 
2. O que é a disciplina de Introdução às Ciências Físicas I 
 
Esta disciplina tem como objetivo discutir, com maior profundidade e sob 
um enfoque pedagógico de cunho experimental e construtivista, o conteúdo de 
física abordado no ensino médio. O estudante deve fazer experiências e refletir 
para elaborar um modelo para a observação que está fazendo, e avaliar o limite 
de validade de seu modelo. A formação matemática das observações é feita 
explicitamente, explorando as linguagens necessárias ao conhecimento de 
física: a linguagem falada e escrita e a linguagem matemática. 
As atividades experimentais constituem parte fundamental da disciplina. O 
aluno deve refletir em cima de observações experimentais, que são propostas 
de forma tal que o fenômeno ou conceito em discussão surja da forma mais 
limpa possível. Todos os experimentos foram testados anteriormente, em 
grupos de professores de ensino médio, alunos de ensino médio e alunos de 
terceiro grau. 
A abordagem do conteúdo é fruto de trabalhos realizados e experiência 
adquirida dentro do Instituto de Física da UFRJ e especialmente em seu 
Laboratório Didático. Baseia-se em pesquisas na área de ensino de Física e 
conclusões a respeito do processo de ensino-aprendizagem na área de ensino 
de Física. 
A disciplina é, portanto, proposta com dois objetivos principais: 
aprofundar alguns dos conceitos de física que o estudante já viu, e o futuro 
professor ensinará, e fornecer capacitação a este estudante para uso desta 
metodologia e deste conteúdo em suas futuras atividades de ensino, mesmo 
que estas não se refiram exclusivamente ao ensino de física. 
INTRODUÇÃO ÀS CIÊNCIAS FÍSICAS I 
 
3. Qual a ementa da disciplina? 
 
 O método científico: a observação de um fenômeno, a elaboração de 
um modelo para descrevê-lo, previsões a partir deste modelo e verificação 
destas previsões. 
 
 A observação experimental e a realização de medidas envolvendo os 
conceitos de óptica geométrica: planejamento de uma experiência; a 
obtenção de dados experimentais e a incerteza nestes dados; medidas 
diretas de massa, comprimento, área, volume, unidade de medida. 
 
 Apresentação e interpretação de resultados experimentais: tabelas, 
gráficos; obtenção de informações a partir de gráficos. 
 
 Sistema de referência: grandezas vetoriais, operacionalização do 
trabalho com vetores para descrição de grandezas físicas como força, 
posição, velocidade; a descrição de movimentos feita por diferentes pontos 
de vista (observadores). 
 
 A evolução das ideias sobre o sistema solar, a lua e suas fases. 
 
4. Bibliografia 
 
A bibliografia obrigatória para a disciplina é: 
 
 Introdução às Ciências Físicas I-- editado pelo CEDERJ, em três 
volumes, de Maria Antonieta Almeida, Marta Feijó Barroso, Jose 
Adolfo S. de Campos, Stenio Dore de Magalhães. 
 Física – volume único, de Antonio Máximo e Beatriz Alvarenga, 
Editora Scipione 
 Física – vol. 1 e 2 do GREF – Grupo de Reestruturação do Ensino 
de Física, EDUSP. 
 
No livro de Introdução às Ciências Físicas 1 estão as aulas elaboradas 
pelos conteudistas do CEDERJ para essa disciplina. Ele é praticamente um 
guia de estudos extenso – contém textos, guias de laboratório e atividades 
experimentais, exercícios, leituras suplementares e remete para os textos de 
ensino médio. 
Os livros (Antonio Máximo & Beatriz Alvarenga e GREF) são os livros com 
nível do segundo grau que devem ser trabalhados pelos alunos. Eles também 
são obrigatórios, uma vez que um dos objetivos da disciplina é familiarizar o 
estudante com textos de segundo grau de boa qualidade. Grande parte das 
atividades propostas está nesses textos. É impossível fazer a disciplina de 
Introdução às Ciências Físicas I sem eles. 
Existem alguns exemplares desses livros nas bibliotecas dos polos. 
 
 
 
 
 
 
INTRODUÇÃO ÀS CIÊNCIAS FÍSICAS I 
5. Como a disciplina está estruturada 
 
A disciplina é dividida em módulos, abordando os conceitos básicos de 
óptica, astronomia e mecânica. 
Em cada um dos módulos, a observação e experimentação desempenham 
um papel fundamental. Existem atividades experimentais que exigem 
equipamentos disponíveis no polo. Para realizá-las, o estudante deverá 
comparecer ao polo regional (planeja-se a realização de uma atividade deste 
porte ao menos uma vez a cada quinze dias). Outras atividades – leituras, 
observações da natureza e reflexões – estão planejadas para realização em 
casa. 
Com relação aos vídeos e livros, eles estão disponíveis nos polos. 
 
Divisão da Disciplina 
 
Módulo 1 – O método científico e o modelo geométrico para a luz 
Aula 1 – Construindo um modelo geométrico para a luz 
Aula 2 – A propagação da luz, sua reflexão e refração 
Aula 3 – Espelhos planos e esféricos: as imagens formadas 
Aula 4 – Meios ópticos transparentes e as imagens formadas 
 
Módulo 2 – As medidas experimentais e as observações terrestres 
Aula 1 – A descrição dos movimentos 
Aula 2 – Os vetores e suas bases 
Aula 3 – Cinemática vetorial 
Aula 4 – O que muda o movimento 
Aula 5 – As leis de Newton da dinâmica 
Aula 6 – Os diversos tipos de movimento 
Aula 7 – A flutuação dos corpos: um exemplo antigo 
 
Módulo 3 – Introdução à Astronomia 
Aula 1 – A orientação no espaço 
Aula 2 – Orientação no tempo 
Aula 3 – O espaço que nos cerca 
 
6. Como você deve trabalhar 
 
 Espera-se que o aluno conclua 1 (uma) aula por semana, cada aula 
correspondendo em média a 3 (três) horas de trabalho – seja lendo, seja 
realizando experimentos, seja resolvendo exercícios. 
 Você deve habituar-se a trabalhar sempre com o seu caderno de anotações. 
Registre nele os dados obtidos nas atividades experimentais, as dúvidas 
surgidas durante as leituras, a resolução dos exercícios, e tudo mais que você 
achar necessário. Ele é um caderno de trabalho – não deve ser “passado a 
limpo”, arrumado. Servirá para você se auto-avaliar (que tal também auto-
avaliar a sua capacidade de organização?). 
 O que deve guiar seus estudos é o texto do material didático. Leia 
inicialmente os objetivos, e a introdução de cada uma das aulas. Se houver 
algum questionário, não deixe de fazê-lo no momento em que ele é proposto. 
Os questionários representam uma boa maneira de auto-avaliação. 
INTRODUÇÃO ÀS CIÊNCIAS FÍSICAS I 
 Siga de forma fiel as orientações apresentadas nas aulas e nos cronogra-
mas. Isso deve ser levado de forma rigorosa, principalmente no que se refere 
à ordem das práticas em relação aos textos. 
 
Assista aos vídeos do curso. 
I. Vídeos: 
i. Fibras ópticas 
ii. Propagação da luz na atmosfera 
iii. A Flutuação dos corpos 
iv. A resistência do ar 
v. As marés 
II. Mini-palestras: 
i. A descrição dos movimentos 
ii. Os vetores e suas bases 
iii. Erros comuns na manipulação de vetores 
iv. Cinemática vetorial. 
III. Vídeo-aulas de problemas 
IV. Aplicativo diagrama de forças 
V. Jogo de vetores em aplicativo para plataformas digitais 
 
Eles foram preparados para complementar o material didático escrito. Os CDs 
e os DVDs estão disponíveis nos polos para cópias. 
 
O aprendizado de qualquer disciplina requer uma interação forte entre as 
pessoas que dominam o conhecimentoda disciplina e os alunos. No ensino à 
distância do CEDERJ esta interação ocorre na Plataforma CEDERJ e nos 
polos. Quando o aluno vai ao polo, ele interage com os tutores presenciais, 
mas esta interação só ocorre nos horários pré-estabelecidos das tutorias da 
disciplina. A interação com os tutores à distância tem uma maior flexibilidade. 
O tutor à distância pode tirar suas dúvidas respondendo suas perguntas tanto 
na Plataforma CEDERJ, pela Sala de Tutoria (atendimento online com tempo 
de resposta máximo de 24h), quanto nas videotutorias, também nos horários 
de atendimento. Informe-se na plataforma ou no seu polo sobre os horários de 
atendimento dessas tutorias. 
Na Plataforma CEDERJ, além de você ter acesso ao conteúdo de todo o 
material impresso da disciplina, também encontrará um resumo deste 
conteúdo na Sala da Disciplina. O aluno de ensino à distância do CEDERJ que 
não utiliza a Plataforma CEDERJ está deixando de lado cerca de 50% dos 
recursos disponíveis para o seu aprendizado. 
 
Haverá um livro de presença para as atividades práticas nos polos. Você é 
obrigado a fazer 75% dessas práticas (quatro entre as cinco práticas 
experimentais propostas) que estão descritas nos Cadernos Didáticos1. 
Alguns de seus relatórios fazem parte da avaliação à distância. 
 As práticas e os exercícios que devem ser realizados em casa poderão 
também integrar a avaliação à distância. 
 Procure o tutor no polo para discutir as suas ideias e dúvidas ou ligue para 
os tutores à distância. Tente conhecer os seus colegas de curso para formar 
um grupo de discussão. Não deixe de utilizar os recursos da rede internacional 
 
1 O experimento da aula 7, módulo 2, foi substituído pela “aula zero”, que 
familiarizará o estudante com os conceitos de incerteza e algarismos significativos. 
INTRODUÇÃO ÀS CIÊNCIAS FÍSICAS I 
de computadores. Informe-se sobre a melhor maneira de utilizar a plataforma 
CEDERJ. O polo tem computadores para serem utilizados com essa finalidade. 
 Os tutores à distância encontram-se à sua disposição na sala de tutoria 
do polo CCMN/UFRJ e pela Plataforma. Você poderá tirar suas dúvidas atra-
vés das ferramentas: "chat", onde você pode interagir com eles em tempo real, 
“Sala de Tutoria e “fóruns” que serão abertos para que conteúdos específicos 
sejam discutidos. Além do contato direto com os tutores, a Sala de Tutoria é a 
principal ferramenta para sanar as dúvidas o quanto antes – toda dúvida pos-
tada lá será respondida em até 24 horas (excetuando-se fins de semana) – e 
é fundamental que você se acostume desde já a utilizar esta facilidade. 
 
 
7. A avaliação da disciplina de Introdução às Ciências Físicas 
 
Auto-avaliação: ao fim de cada aula você deve verificar se os 
objetivos da aula foram atingidos. A forma 
prática de realizá-la é responder os questioná-
rios e resolver os exercícios propostos. 
 
Avaliação à distância (AD): nas datas informadas pela coordenação do 
curso, você deve realizar na plataforma os 
três blocos de exercícios disponíveis (75% da 
nota) e entregar na plataforma a questão de 
exercícios referentes às práticas experimentais 
(25% da nota) referentes a cada AD. Serão 
realizadas dois conjuntos de avaliações a 
distância: AD1 e AD2. Os blocos de exercícios 
realizados online (na plataforma) podem ser 
realizados tantas vezes quantas forem 
necessárias, garantindo ao aluno a 
oportunidade de aprender com seus erros, 
estudar o conteúdo mais profundamente, se 
auto avaliar melhor e, como consequência, 
melhorar seu desempenho na avaliação e no 
curso. A principal finalidade destas 
avaliações é ajuda-lo na leitura das aulas, 
dar um ritmo adequado à disciplina e 
destacar os principais conceitos dos 
tópicos abordados. 
 
Avaliação presencial: você deve comparecer no polo, nos dias citados 
no Guia do aluno, para as duas avaliações 
presenciais. 
 
 
 
 
8. Critério de aprovação 
 
O aluno só será aprovado na disciplina de Introdução às Ciências Físicas se 
fizer 4 laboratórios (75% do número total de laboratórios) dos 5 laboratórios 
que se encontram nos Módulos e que estão descritos a seguir: 
 
INTRODUÇÃO ÀS CIÊNCIAS FÍSICAS I 
“Aula Zero”: Incertezas, Algarismos Significativos e Arredondamentos. 
 
Laboratório 1: Módulo1 – Aula 1 – Prática 1 – Experimentos de 1 a 3 
 
Laboratório 2: Módulo1 – Aula 1 – Prática 1 – Experimentos de 4 e 5 
 
Laboratório 3: Módulo1 – Aula 3 – Prática 2 – Experimentos de 6 a 10 
 
Laboratório 4: Módulo 2 – Aula 4 – Prática 1 
 
Os laboratórios do primeiro bimestre só podem ser realizados no pri-
meiro bimestre. O aluno que não fizer as práticas nas datas agendadas 
fica sujeito a disponibilidade dos tutores e do laboratório. 
 
As duas notas parciais são calculadas da seguinte maneira: 
N1 = (2 x AD1 + 8 x AP1) / 10 
N2 = (2 x AD2 + 8 x AP2) / 10 
 
A nota final NF é dada pela média aritmética da N1 e N2. 
 
Se a NF for maior ou igual a 6,0 o aluno é aprovado e esta é a média final da 
disciplina. 
 
Se a NF for menor do que 6,0 o aluno faz a AP3 que substitui a nota mais 
baixa, N1 ou N2. 
 
A AP3 é dividida em duas partes: AP31 (com a mesma matéria da AD1 e da 
AP1) e AP32 (com a mesma matéria da AD2 e da AP2). Se a N1 é menor do 
que a N2 ou o aluno faltou à AP1, o aluno faz a AP31. Se a N2 é menor do 
que a N1 ou o aluno faltou à AP2, o aluno faz a AP32. Se a N1 é igual à N2, o 
aluno escolhe qual das duas AP3 ele fará. 
 
A nova nota final NF é recalculada como sendo a média aritmética da N1(2) e 
da AP32(1).Se essa NF for maior ou igual a 5,0 o aluno é aprovado e esta é 
a média final da disciplina. 
 
Se o aluno não passar direto e faltar a AP3 a nota da AP3 será igual a zero. 
 
 
9. Revisão de Provas 
 
A solicitação de revisão de prova deve ser feita exclusivamente na plataforma 
via sala de tutoria ou junto aos tutores presenciais, para encaminhamento à 
coordenação. 
Como a correção é automática e o estudante recebe imediatamente as 
respostas corretas, pedidos de revisão apenas serão aceitos com justificativa 
e embasamento adequados quando algum ERRO na correção for percebido. 
 
 
 
 
 
INTRODUÇÃO ÀS CIÊNCIAS FÍSICAS I 
10. Atividades extras 
 
Estudantes terão o direito de realizar as AD-Onlines, contanto que dentro do 
prazo estabelecido, quantas vezes quiserem, a fim de aprender melhor o 
conteúdo cobrado e, como consequência disso, melhorar suas notas. 
 
 
11. Equipe da disciplina Introdução às Ciências Físicas I 
 
Coordenação: 
 
Prof. Germano Penello 
Prof. Lucas Sigaud 
 
Tutores à distância 
 
Aldo Soares Cardoso 
Alvaro Henrique Caetano Pimentel 
Flavio Henri Borges 
Fran Gómez 
Jaque Sales 
Italo Cesar Piton Costa 
Lucas Oliveira Lima 
 
 
Tutores presenciais 
 
Anderson Vidal Nascimento Soares Angra dos Reis 
Daniel Vilar da Silva Ribeiro Angra dos Reis 
Leonardo Batista de Felice Angra dos Reis 
Wagner Moreira Pereira Angra dos Reis 
Priscila Guimarães de Medeiros Belford Roxo 
Vitor Ribeiro de Souza Belford Roxo 
Francine Menezes Bom Jesus do Itabapoana 
Ayxa Nara de Souza Rezier Cantagalo 
Hugo de Souza Caldeira Cantagalo 
Luiz Fernando Ferreira dos Santos Campo Grande 
Patricia Soares de Souza Campo Grande 
Marcelo Diego Reis Ribeiro Campo Grande 
Daniel Medeiros Reis Duque de Caxias 
Ítalo Prazeres Duque de Caxias 
Rosemere da Cunha Lazzaroni Itaperuna 
Fabiano Romero Itaperuna 
Jônatas Ornelas Duarte Itaocara 
Nicolas da Silva Mota Macaé 
Débora Motta do Nascimento Macaé 
Luiz Viegas Macaé 
INTRODUÇÃO ÀS CIÊNCIAS FÍSICAS I 
Rubem Caetano Macaé 
Samir Santos Costa Magé 
Leonardo Araujo Miguel Pereira 
Marcos Rogério Soares Santos Nova Friburgo 
André Miguel Barge Pontes Torres Terra Nova Iguaçu 
Katherine Maslova Defante Nova Iguaçu 
Marcelo José Gonçalves Nova Iguaçu 
José Eloy de Martins Paracambi 
Quézia Alves Paracambi 
Alexandre Salvatore Dias Petrópolis 
Davi Vaz de Andrade Ferreira Piraí 
Katia Mendes da Silva Yamada Piraí 
CatherineCosta Oliveira da Silva Rio Bonito 
Jose Roberto Tavares de Paiva Resende 
Thiago Martins Melo Resende 
Sergio Santos Filho Saquarema 
Giancarlo Gevu dos Santos São Fidelis 
Silvia marcia barreto peixoto São Francisco do Itabapoana 
Viviane Medeiros Tavares Mota São Gonçalo 
Máira Costa Santos Braga São Gonçalo 
Renan Rebeque Martins São Gonçalo 
Rafael Martins Morales São Gonçalo 
Afonso Moreira Ribeiro São Pedro da Aldeia 
Fabiano Pereira de Oliveira Três Rios 
Geraldo Claret Plauska Volta Redonda