xdocs.com.br_guiao-para-a-experiencia-1pdf-1

Prévia do material em texto

1 
 
 
 
UNIVERSIDADE EDUARDO MONDLANE 
FACULDADE DE ENGENHARIA 
DEPARTAMENTO DE CADEIRAS GERAIS 
 
1. Informações Gerais sobre laboratórios de Física 
As disciplinas de laboratório de Física I e II, consistem em diversas experiências com os quais se 
espera poder desenvolver no estudante o comportamento crítico diante dos fenómenos físicos. Os 
trabalhos de laboratório têm a finalidade de ilustrar os assuntos abordados no curso teórico e 
também de ensinar os rudimentos da técnica de observação dos fenómenos físicos, ou seja, como 
efectuar medidas, analisá-las e como apresentar os resultados obtidos. 
 
As aulas têm duração de 2 horas, sendo ministradas semanalmente. Cada turma será dividida em 
até 6 subgrupos para a realização das actividades no laboratório. Para a realização das experiências 
de cada aula, o estudante deverá ter em mãos os guiões. A discussão com o professor e colegas é 
muito importante para esclarecer e completar as informações dos guiões. É importante também 
que o estudante venha para a aula já sabendo qual a experiência que irá realizar e quais os seus 
fundamentos teóricos. 
 
O benefício que os trabalhos práticos podem proporcionar ao estudante depende em grande parte 
de seu interesse e de sua dedicação. O estudante deve aprender a prestar atenção no equipamento 
experimental disponível, procurando entender como funciona, quais suas limitações, suas 
imperfeições e como isso tudo influi no modelo físico que se quer testar. Antes de começar uma 
experiência, a equipe precisa discutir como ela deverá ser feita. 
 
A presença nas aulas é obrigatória. A ausência na aula implica em nota zero no relatório referente 
à experiência. Solicita-se aos estudantes que respeitem rigorosamente o horário de início das aulas 
de laboratório. O atraso máximo permitido é de 15min, após os quais o aluno não mais terá acesso 
à aula. 
 
 
 
2 
 
2. O Relatório 
 
As características fundamentais de um Relatório são a objectividade e a clareza. Ele deve ser 
escrito de forma que outra pessoa, apoiando-se nele, possa repetir a experiência sem necessitar que 
o autor do texto esteja presente para decifrá-lo. 
 
O relatório deve respeitar sempre certos aspectos e normas indispensáveis para que o leitor possa 
entender imediatamente os pontos essenciais do trabalho feito na sala de aula. Sem ser prolixo 
(muito longo ou extenso) o maior número possível de informações sobre o que foi feito, como foi 
feito e os resultados alcançados. Apresenta se a seguir uma sugestão de organização para o 
relatório. 
 
Um relatório contém basicamente as seguintes partes: 
1. Identificação: que deve consistir em uma capa com a indicação clara do título do trabalho, 
os nomes dos componentes do grupo, o curso e a data da realização da experiência. 
2. Introdução: Deve-se expor nesta parte o contexto do trabalho, a importância do tema, um 
pequeno histórico (se for o caso), a teoria envolvida e as correlações com outros assuntos. 
É importante que a introdução do relatório não seja cópia da Introdução da apostila. 
Pesquise outras fontes. 
3. Objectivos: Nesta parte deve-se apresentar, de forma bem clara, os objectivos do trabalho. 
4. Fundamento teórico ou resumo teóricos fundamentação teórica consiste na revisão de 
textos, artigos, livros, periódicos, enfim, todo o material pertinente à revisão da literatura 
que será utilizada quando da redacção do trabalho. 
5. Materiais e Métodos: Esta parte é dedicada à apresentação dos materiais e equipamentos 
utilizados, uma descrição do arranjo experimental montado e uma explicação minuciosa 
do procedimento experimental a dotado. É aconselhável mostrar um esboço da montagem 
feita, para facilitar a compreensão do leitor. 
6. Resultados e Discussão: Nesta parte é apresentada, primeiramente, uma tabela com os 
dados obtidos. Em seguida, vêm os cálculos, gráficos, tabelas e discussões. É importante 
 
 
 
3 
 
salientar que é obrigatória a apresentação das equações utilizadas, de forma que todos os 
valores apresentados possam ser recalculados pelo leitor. Não serão considerados 
resultados apresentados sem a devida explicação. 
7. Conclusões: Esta parte é dedicada à apresentação clara dos principais resultados e das 
conclusões obtidas no trabalho. 
8. Bibliografia: Todo relatório deve conter uma bibliografia, onde são listadas todas as 
referências consultadas. É importante que a lista de referência tenha uma formatação 
uniforme e que sejam apresentadas as seguintes informações essenciais: 
 Para livros: Autor(es), título, edição, editora, local onde foi editado, ano. 
Exemplo: 
Helene, O.A.M. e Vanin, V.R., “Tratamento Estatístico de dados”, 2a. 
edição,Edgard Blucher, Maputo (1981). 
 
 Para texto de internet: Nome(s) do(s) autor(es), título, endereço electrónico que 
está disponível, data de acesso. 
Exemplo: 
Blackwell,Bases de dados. Disponível em: 
<http://www.periodicos.capes.gov.br/>, acesso em 22/03/2004. 
9. Anexar sempre a folha de dados colhidos durante o ensaio com assinatura “viva” do 
professor ou supervisor da aula laboratorial. 
 
N.B 
O relatório deve ser redigido pelo grupo que realizou a experiência. É importante frisar que todos 
os estudantes devem participar da elaboração do relatório e que as análises e conclusões 
apresentadas devem ser discutidas em conjunto. Além disso, todas as partes do relatório, inclusive 
a Introdução, devem ser redigidas com palavras próprias dos estudantes. Não será tolerado nenhum 
tipo de desonestidade nos relatórios, como cópia total ou parcial de texto de livros, apostilas ou 
mesmo de relatórios de outros grupos, que, quando identificado, implicará na anulação da nota 
referente ao relatório. 
 
 
 
 
4 
 
3. Gráficos 
Normalmente a observação de um fenómeno qualquer é feita por tabelamento de valores. Por 
exemplo, analisa-se o crescimento populacional tabelando-se o número de nascimentos e mortes a 
cada ano; A construção de cada um destes gráficos permite, em geral, uma visualização imediata 
do comportamento em estudo. Todos gráficos são construídos no papel milimétrico. 
 
Regras básicas para a construção de gráficos 
Todo gráfico é composto dos seguintes itens: 
1. Título e legenda do gráfico; 
2. Eixos das variáveis com os nomes das variáveis, escalas e unidades; 
3. Dados experimentais e incertezas; 
4. Funções teóricas ou curvas médias; 
5. Com os eixos já definidos e marcados, deve-se assinalar no gráfico a posição dos pontos 
tabelados; 
6. Deve-se traçar uma curva média cujos deslocamentos em relação aos pontos tendam a se 
anular uniformemente ao longo do traçado. 
As figuras mostram as principais componentes de um gráfico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7 
 
Experiência laboratorial 1 
Erros de Medição 
Objectivos: 
Desenvolver técnicas experimentais; 
 
Objectivos específicos 
1. Medir comprimento 
2. Medir área e volume 
3. Medir tempos 
4. Medir massas e pesos 
5. Trabalhar com algarismos significativos. 
 
Resumo teórico 
Observações ou medição são fundamentais para o estudo da física pois sem saber como fazer boas 
medições não se pode observar o universo de uma maneira correcta e não se pode testar. 
Em Física, o processo de medição é praticamente o mesmo para todas as grandezas físicas comuns. 
O processo de medição é utilizado em muitos campos, como na medicina por exemplo onde a 
experimentação e observação são importantes. 
No trabalho de laboratório é importante manter o controlo das incertezas em medições com o 
objectivo de obter uma margem de erros pequenos. 
Um dos princípios básicos da física diz que não se pode medir uma grandeza física com precisão 
absoluta. Qualquer medição, por mais bem-feita que seja, é sempre aproximada. Assim sendo, 
qualquer medição física deve incluir uma estimativado erro cometido, portanto é necessário saber 
expressar correctamente os valores das grandezas medidas e realizar operações aritméticas 
envolvendo as grandezas medidas. 
Tipos de erros 
 
 
 
 
8 
 
Erros grosseiros – São aqueles que ocorrem por falta de conhecimento e cuidados da pessoa que 
realiza a experiência. Ex: Engano ao transcrever os resultados duma experiência. 
 
Erros sistemáticos ou constantes – São aqueles que ocorrem por imperfeição de instrumento de 
medição ou falha do método. Ex: Falta de calibração nos instrumentos de medida. 
 
Erros acidentais – São aqueles que ocorrem ocasionalmente independentemente dos cuidados e 
dos conhecimentos do experimentador. 
 
Quando se realiza somente uma única medição, por costume denomina-se erro absoluto avaliado, 
que por sua vez é por definição a metade da menor divisão do aparelho utilizado na determinação 
do valor numérico da grandeza. 
 
Teoria de erros 
 
Dispersão das medidas: quando efectua-se a medição duma grandeza várias vezes obtêm-se 
resultados que não são coincidentes. Efectua-se a média aritmética dos mesmos (quanto maior for 
o número das medições, mais próximo do resultado real estará). 
 
Desvio Individual: é a diferença entre o valor avaliado e o valor mais provável. 
Desvio Absoluto Médio: é a média aritmética dos módulos dos desvios individuais. 
Desvio Relativo: é a razão entre o desvio absoluto médio ou desvio padrão e o valor mais 
provável. 
Erro Absoluto: é a diferença entre o valor medido e o valor exacto da grandeza. 
Erro relativo: é o quociente entre o erro absoluto e o valor mais provável. 
Erro relativo percentual – 100%*Erro relativo 
 
 
 
 
 
 
 
9 
 
Algarismos Significativos 
Quando se executa uma medida directa de uma grandeza deve-se considerar todos os algarismos 
lidos directamente na escala, e mais um estimado (duvidoso). A este conjunto de números obtidos, 
denomina-se algarismos significativos. 
NB: O zero à esquerda de um algarismo significativo não é significativo. 
Ex: 0,0235 – 3 algarismos significativos 
Arredondamento 
O arredondamento faz-se tendo em conta o algarismo situado imediatamente à direita do último 
algarismo a ser conservado. 
Ex: 2,361 ≈ 2,4 ; 2,552 = 2,6 ; 2,743 ≈ 2,7 
 
Material necessário: 
 
Fita métrica ou régua milimétrica; cronómetro; Dinamómetro; Balança; Grave; Massas. 
 
Procedimentos Experimentais 
I. Medição de comprimentos, áreas e volumes 
1- Traçar uma recta numa folha A4. Fazer uma divisão em cm na linha recta traçada. 
Dobrar a folha de modo que a linha graduada em cm funcione como uma régua. 
2- Meça com essa régua graduada em cm, a maior dimensão do corpo de madeira com 
a forma dum paralelepípedo. Repetir o processo de medição 8 vezes e organizar 
seus dados em forma de tabela. 
3- Achar através do método estatístico, o erro cometido na medição do comprimento; 
4- Medir uma única vez com a régua graduada em milímetros o comprimento, a 
largura e a altura do corpo de madeira; 
5- Com os resultados calcular o volume do corpo de madeira. 
6- Achar através do método do diferencial logaritmo, o erro cometido na medição do 
volume; 
 
 
 
10 
 
7- Traçar uma circunferência com o auxílio da moeda. Medir o diâmetro. Determinar 
a área da circunferência. Exprimir correctamente os resultados em termos de 
algarismos significativos. 
8- Achar através do método do diferencial logaritmo, o erro cometido na medição da 
área. 
 
II. Medição do tempo 
1- Preparar o cronómetro; 
2- Largar uma grave de uma altura de 2 m e medir com o cronómetro o tempo de 
queda do corpo. 
3- Repetir o procedimento 8 vezes e elaborar uma tabela onde se possam registar os 
tempos gastos 
4- Achar através do método estatístico ou de probabilidades, o erro cometido na 
medição do tempo de queda 
5- Comparar esse erro com a precisão de cronómetro 
 
III. Medição da massa e peso 
1- Com auxílio da balança determinar a massa de um corpo. 
2- Supondo que a aceleração media de gravidade tem o valor g=9,8m/s2, calcula o 
valor do peso do corpo usando a expressão 𝑃 = 𝑚 . 𝑔 
3- Utilizando o dinamómetro adequado ao peso, calcula medindo directamente o valor 
do peso do corpo. 
4- Compara os valores obtidos em 2 e 3 (repetir os passos 1 a 3 de modo a obter 3 
ensaios). 
5- Repetir os passos 1 a 4, com outros corpos sucessivamente superiores. 
6- Elaborar uma tabela onde possam registar as massas e o respectivo peso. 
7- Traçar um gráfico com peso medido verso massa. 
8- Determinar o declive da recta e explicar seu sentido físico 
9- Tirar conclusões. 
 
 
 
11 
 
10- Avalie quais as principais causas de erros nesta experiência. Que melhorias 
poderiam se sugerir para o procedimento de medida