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9/18/2015 1 CCE1006 - BASES FÍSICAS PARA ENGENHARIA Apresentação do Portal do Aluno AULA 1: O MÉTODO CIENTÍFICO Apresentação do Portal Duas etapas: Interação com o Portal Encontro em sala de aula Aulas Livro Plano de Ensino 9/18/2015 2 AULA 1: O MÉTODO CIENTÍFICO Apresentação do Portal Quanto mais preparado você estiver, mais poderá interagir e aprender! Recomendado Complementar AULA 1: O MÉTODO CIENTÍFICO CCE1006 - BASES FÍSICAS PARA ENGENHARIA Aula 1: O Método Científico 9/18/2015 3 AULA 1: O MÉTODO CIENTÍFICO O Método Científico Método Científico – Exemplo Observe o exemplo: Imagine alguém que firmemente crê em vidas em outros planetas. Trata-se de crença pessoal que pode ser verdadeira, uma vez que é possível que estes seres existam. Assim, embora respeitável enquanto fé, no entanto, não é ciência. Por que não é ciência? Por que não é verdadeiro? Por que a Ciência não pode demonstrar que não existem seres em outros planetas. Ou seja, pode ser que existam... Não é ciência por não haver provas que atendam aos pressupostos do método científico. AULA 1: O MÉTODO CIENTÍFICO O Método Científico Consolidação do Método Científico A ciência não é nossa única forma de entender e representar o mundo. Existem vários conhecimentos que não fazem parte daquilo que denominamos conhecimento científico. São os conhecimentos religiosos e populares. O conhecimento científico há que ser proveniente do uso e ter sido submetido ao teste, do método científico. Não basta ser verdade, para ser conhecimento científico há que ser verdadeiro e demonstrável à luz do método científico. Ronaldo Mota 9/18/2015 4 AULA 01: BASES FÍSICAS PARA ENGENHARIA O Método Científico Linha do tempo Império Romano VII VI V XV XI X XII VIII XVII XVIII V d.C. I a.C. II III IV Idade Média Alta Idade Média Baixa Idade Média Período homérico Período arcaico Período clássico Período helenístico Grécia Antiga Renascimento Método Científico Homero Tales Anaximandro Pitágoras Heráclito Demócrito Sócrates Platão Aristóteles Império Macedônico Felipe II (primeiro monarca) Alexandre Tycho Brahe Johannes Kepler Copérnico Galileu Isaac Newton A Observação, a Lógica e a Experimentação. AULA 1: O MÉTODO CIENTÍFICO Os gregos têm o mérito da introdução do método, que era baseado na observação e na lógica. O Método Científico Definição de Método Científico O método científico é um método pelo qual os cientistas pretendem construir uma representação precisa, confiável, consistente e não arbitrária do mundo à sua volta. Vejamos alguns fatos sobre esse método: 9/18/2015 5 AULA 1: O MÉTODO CIENTÍFICO Galileu representa a introdução da experimentação completando o método científico como tal. O Método Científico Definição de Método Científico O método científico é um método pelo qual os cientistas pretendem construir uma representação precisa, confiável, consistente e não arbitrária do mundo à sua volta. Vejamos alguns fatos sobre esse método: AULA 1: O MÉTODO CIENTÍFICO Newton representa o amadurecimento e a constatação de que todo o conhecimento científico sobre o mundo deve ser construído por intermédio da utilização do método científico. O Método Científico Definição de Método Científico O método científico é um método pelo qual os cientistas pretendem construir uma representação precisa, confiável, consistente e não arbitrária do mundo à sua volta. Vejamos alguns fatos sobre esse método: 9/18/2015 6 AULA 1: O MÉTODO CIENTÍFICO A razão passa a ser vista como meio de obtenção do conhecimento e guia das ações humanas. O Método Científico Definição de Método Científico O método científico é um método pelo qual os cientistas pretendem construir uma representação precisa, confiável, consistente e não arbitrária do mundo à sua volta. Vejamos alguns fatos sobre esse método: AULA 1: O MÉTODO CIENTÍFICO Observação e descrição de um fenômeno ou grupo de fenômenos. O Método Científico Etapas do Método Científico Pode-se afirmar que o método científico possui quatro etapas fundamentais: 1 9/18/2015 7 AULA 1: O MÉTODO CIENTÍFICO Formulação de uma hipótese para explicar os fenômenos. Muitas vezes, tais hipóteses assumem a forma de um mecanismo causal ou relação matemática. O Método Científico Pode-se afirmar que o método científico possui quatro etapas fundamentais: 2 Etapas do Método Científico AULA 1: O MÉTODO CIENTÍFICO A hipótese é utilizada para prever a existência de outros fenômenos, ou então para predizer, quantitativamente, a ocorrência de novas observações possíveis. O Método Científico Pode-se afirmar que o método científico possui quatro etapas fundamentais: 3 Etapas do Método Científico 9/18/2015 8 AULA 1: O MÉTODO CIENTÍFICO Realização de testes experimentais acerca das previsões por vários experimentalistas independentes e confirmação dos pressupostos adotados. O Método Científico Pode-se afirmar que o método científico possui quatro etapas fundamentais: 4 Etapas do Método Científico AULA 1: O MÉTODO CIENTÍFICO O Método Científico Pêndulo Simples Formulação do problema: o que influencia o período de um pêndulo? Formulação de hipóteses; Experimentação: Coleta de dados; Análise dos dados; Conclusões sobre os dados; Redação criteriosa de todas as etapas. Etapas do Método Científico - Exemplo N° de Clips T(s) 2 3 4 5 L (cm) T(s) 10 20 30 40 9/18/2015 9 AULA 1: O MÉTODO CIENTÍFICO O Método Científico Hipótese no Método Científico Caso os experimentos confirmem as hipóteses e as previsões decorrentes, pode-se construir uma lei ou teoria científica. Uma hipótese é uma afirmação limitada sobre uma relação de causa e efeito em situações específicas. A palavra modelo é reservada para situações nas quais é sabido que a hipótese tem, pelo menos, uma validade limitada. Uma teoria científica ou lei representa uma hipótese, ou grupo de hipóteses relacionadas, as quais têm sido confirmadas por testes experimentais confiáveis e independentes. AULA 1: O MÉTODO CIENTÍFICO O Método Científico Metodologia Científica Vejamos o conceito de metodologia científica e de iniciação científica: Metodologia científica é o estudo dos métodos ou dos instrumentos empregados para projetos de pesquisa e para a elaboração de um trabalho científico. A iniciação científica é a modalidade de pesquisa acadêmica desenvolvida por alunos de graduação. Os estudantes que se dedicam a esta atividade não precisam possuir experiência prévia, representando seu primeiro contato a pesquisa. Os estudos devem ser acompanhados por um professor orientador. 9/18/2015 10 AULA 1: O MÉTODO CIENTÍFICO Tipos de projeto: • Projeto de Pesquisa (P): resultado = MODELO • Projeto de Desenvolvimento (D): resultado = PROTÓTIPO • Projeto de Engenharia (E): resultado = especificações para produção do PRODUTO FINAL • Projetos Mistos (P&D, D&E, P,D&E) O Método Científico (aplicação) Projeto, Modelagem e Simulação Um projeto consiste em um conjunto de etapas sistematicamente ordenadas que têm por finalidade detalhar um conjunto de ações a serem executadas para se atingir a finalidade requerida. AULA 1: O MÉTODO CIENTÍFICO Produto Estabelece as etapas para a obtenção do modelo que determina as especificações para o desenvolvimento experimental do protótipo. O Método Científico (aplicação) Projeto, Modelagem e Simulação Projeto de Pesquisa Destina-se a detalhar as ações a serem empreendidas desde a identificação da necessidade ou demanda até a descrição de como será elaborado o modelo científico que representará os resultados obtidos. 9/18/2015 11 AULA 1: O MÉTODO CIENTÍFICO ProdutoEstabelece os procedimentos para montagem, teste e otimização do protótipo e fixa as especificações para a instalação piloto. Determina as especificações para os Projetos de Engenharia. O Método Científico (aplicação) Projeto, Modelagem e Simulação Projeto de Desenvolvimento Visa estabelecer os procedimentos para a materialização do modelo científico em forma de protótipo ou instalação piloto. AULA 1: O MÉTODO CIENTÍFICO Produto Procedimentos e especificações para os processos de produção e implantação da infraestrutura necessários para a fabricação ou construção do produto final. O Método Científico (aplicação) Projeto, Modelagem e Simulação Projeto de Engenharia Conjunto de informações destinadas ao planejamento e implantação de sistemas de produção (processo de fabricação ou sistemática para execução de uma obra). 9/18/2015 12 AULA 1: O MÉTODO CIENTÍFICO Na possibilidade de ser obtida uma patente, deve-se utilizar procedimentos integrados e reservados desde a identificação da necessidade até a construção do protótipo. O Método Científico (aplicação) Projeto, Modelagem e Simulação Projeto Misto Envolve as etapas anteriores e tem por finalidade reduzir operações, minimizando o tempo para a obtenção de resultados. AULA 1: O MÉTODO CIENTÍFICO O Método Científico (aplicação) Modelagem Matemática e Simulação A Modelagem Matemática é a área do conhecimento que desenvolve modelos matemáticos capazes de descrever fenômenos físicos, químicos, biológicos etc. Na Engenharia, eminentemente, usa-se a modelagem matemática para representar fenômenos físicos. 9/18/2015 13 AULA 1: O MÉTODO CIENTÍFICO O Método Científico (aplicação) Modelagem Matemática e Simulação Os recursos de Modelagem Matemática e de Computação Gráfica Aplicada à Engenharia permitem a simulação de processos em ambiente computacional. Essa simulação possibilita a previsão do comportamento do produto, encurtando etapas no projeto de pesquisa, no projeto de desenvolvimento e no projeto de engenharia. A seguir veremos alguns exemplos de simulação. AULA 1: O MÉTODO CIENTÍFICO O Método Científico (aplicação) Projeto, Modelagem e Simulação Simulação de construção vinculada ao planejamento 9/18/2015 14 AULA 1: O MÉTODO CIENTÍFICO O Método Científico (aplicação) Projeto, Modelagem e Simulação Simulação de comportamento de peça mecânica AULA 1: O MÉTODO CIENTÍFICO O Método Científico (aplicação) Projeto, Modelagem e Simulação Simulação do fluxo de produção da fábrica ao porto 9/18/2015 15 AULA 1: O MÉTODO CIENTÍFICO O Método Científico (aplicação) Projeto, Modelagem e Simulação Simulação do campo magnético (representação vetorial) gerado por um solenoide AULA 1: O MÉTODO CIENTÍFICO O Método Científico (aplicação) Prática do Método Científico Observe a seguinte situação: Em uma viagem espacial, sua nave deveria se encontrar com a nave capitânia de seu grupo que se encontra na face iluminada da Lua, mas: • Sua nave espacial tem que realizar um pouso de emergência na Lua. • A nave capitânia de seu grupo está a mais de trezentos quilômetros de distância na face iluminada do satélite, ou seja, na face voltada para o Sol. • Sua nave foi quase totalmente destruída durante o pouso de emergência. • A sobrevivência da tripulação depende de que você chegue à nave capitânia. • De todo seu equipamento só restaram 15 itens. • Você tem que escolher os itens mais importantes para vencer os trezentos quilômetros que o separam da nave capitânia. 9/18/2015 16 AULA 1: O MÉTODO CIENTÍFICO O Método Científico (aplicação) Prática do Método Científico Para realizar essa prática, os alunos devem se dividir em grupos, e seguir a metodologia descrita: • Formulação do problema: Eleger itens importantes para sobrevivência na lua, dentro do contexto proposto. • Formulação de uma hipótese: Trabalhar em prol do grupo para que todos sobrevivam. • Coleta de dados: Eleger os itens conforme tabela. • Análise dos dados: Utilizar o conhecimento dos integrantes do grupo para chegar ao resultado. • Conclusões sobre o resultado analisando a solução segundo o especialista: Quais os dados mais relevantes da pesquisa e o que foi concluído. • Redação criteriosa de todas as etapas. AULA 1: O MÉTODO CIENTÍFICO O Método Científico (aplicação) Prática do Método Científico Tarefa: Os alunos devem classificar os objetos constantes do quadro apresentado no próximo slide segundo o grau de prioridade. Deve-se considerar que: 1. O número de sobreviventes é igual ao número de componentes da sua equipe. 2. Vocês se encontram na situação descrita anteriormente. 3. O grupo concordou em trabalhar de acordo com o método proposto. 4. Todos os itens se encontram em boas condições. 9/18/2015 17 AULA 1: O MÉTODO CIENTÍFICO O Método Científico (aplicação) Prática do Método Científico ITENS Classificação Fósforos Alimento concentrado Cabo de náilon de 15 metros Aquecedor portátil Tecido de seda de paraquedas Duas pistolas calibre 45 Leite em pó Dois tanques de oxigênio de 50kg Atlas estelar (constelação lunar) Prancha salva vidas auto inflável Bússola magnética 15 litros de água Pistola de sinalização Estojo de 1º socorros com seringas de injeção Transmissor/receptor de ondas ultracurtas ativado por energia solar AULA 1: O MÉTODO CIENTÍFICO O Método Científico (aplicação)
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