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Informações sobre laboratório Física II – exemplo de relatório (Adaptado da apostila de Física A da UFS, elaborada pelos professores ANA FIGUEIREDO MAIA, MÁRIO ERNESTO GIROLDO VALÉRIO e ZÉLIA SOARES MACEDO) As disciplinas de laboratório consistem em diversos experimentos com os quais se espera poder desenvolver no aluno o comportamento crítico diante dos fenômenos 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 fenômenos físicos, ou seja, como efetuar medidas, analisá-las e como apresentar os resultados obtidos. É importante também que o aluno venha para a aula já sabendo qual é a experiência que irá realizar e quais os seus fundamentos teóricos. Isso é efetivado com a confecção do pré-relatório. O aluno deve aprender a prestar atenção no equipamento experimental disponível, procurando entender como este funciona, quais suas limitações, suas imperfeições e como isso tudo influi no modelo físico que se quer testar. As características fundamentais de um relatório são a objetividade e a clareza. Ele deve ser escrito de forma que outra pessoa, apoiando-se nele, possa repetir o experimento sem necessitar do roteiro ou de 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, ele deve conter o maior número possível de informações sobre o que foi feito, como foi feito e quais os resultados alcançados. O relatório é um texto contínuo, organizado e dividido em tópicos, e não uma sequência de respostas ás perguntas do roteiro. Deve, porém, conter todas as informações pedidas no roteiro. Sugestão de organização para o relatório: 1. Identificação: Deve conter a indicação clara do título do trabalho, os nomes dos componentes do grupo, a turma de laboratório, o número da bancada e a data da realização da experiência. Exemplo: Bancada A3 - 25/12/2012 Ronaldo Macedo Clara Dias José Maria Ciro Freire O pêndulo físico 2. Introdução: Deve-se expor nesta parte o contexto do trabalho, a importância do tema, um pequeno histórico (se for o caso) e os aspectos teóricos. Deve-se descrever a teoria envolvida e as correlações com outros assuntos. É importante que a introdução e os aspectos teóricos do relatório não sejam cópias da introdução da apostila. Pesquise outras fontes! Exemplo: Qualquer corpo rígido, oscilando em um plano horizontal a partir de um eixo que passa pelo corpo, é chamado de pêndulo físico. A regularidade do deslocamento de um pêndulo foi estudada pela primeira vez por Galilei no século XV e essa propriedade é utilizada, por exemplo, para medir o tempo (relógio de pêndulo). Um pêndulo físico é uma generalização do pêndulo simples, onde um cabo sem peso sustenta uma única partícula. A figura 1 mostra um esquema de um pêndulo físico, onde um corpo de forma irregular é preso por um ponto O e deslocado de sua posição de equilíbrio de um ângulo θ. CM é o ponto onde se localiza o centro de massa, onde o peso (p=Mg) atua. A distância de O a CM é d. O torque exercido pela gravidade, que irá gerar a oscilação, é dado por: θτ Mgdsenz −= (1), Onde M é a massa do objeto. Sabendo que ••= θτ Iz , com I sendo o momento de inércia rotacional, tem-se a equação diferencial: θθ MgdsenI −= •• (2). Para linearizar essa equação e resolvê-la no modelo de oscilador harmônico, consideram-se pequenas oscilações, de forma que θθ =sen . Obtém-se, então: θθ MgdI −= •• (3), cuja solução é: )cos( tA ωθ = (4), onde A é o ângulo inicial, e ω é dado por: I Mgd =ω e o período de oscilação é Mgd IT pi2= (5). Figura 1 – esquema de pêndulo físico 3 . Objetivos: Nesta parte deve-se apresentar, de forma bem sucinta, os objetivos da prática experimental. É mais fácil escrever os objetivos em forma de itens, que devem ser sempre iniciados com um verbo no infinitivo. Exemplo: Neste experimento, a dinâmica de um pêndulo físico de momento de inércia determinado será estudada para o cálculo da aceleração local da gravidade g. Ou Os objetivos do experimento são: 1 – estudar a dinâmica do pêndulo físico e 2 – determinar a aceleração da gravidade local. 4 . Materiais: Esta parte é dedicada à apresentação dos materiais e equipamentos utilizados, enumerados claramente. Exemplo: 1 - Pêndulo físico em forma de haste uniforme com momento de inércia I=25,0X10-4kg.m2, massa m=100g e comprimento 0,20m; 2 – Haste de suporte para o pêndulo e 3 – Cronômetro digital. 5 . Métodos e procedimentos: Nesta parte deve-se fazer uma descrição dos arranjos experimentais montados e uma explicação minuciosa dos procedimentos experimentais adotados. É aconselhável mostrar um esboço do aparato utilizado, para facilitar a compreensão do leitor. Diagramas de montagens são sempre bem-vindos. Exemplo: O pêndulo físico foi montado na haste de suporte, de acordo com o esquema da Figura 2. Para o cálculo de g, utilizou-se a equação 5 na forma: 2 24 mdT Ig pi= (6), Com erro TT md Ig δpiδ 3 24 − = . Para utilizar a equação 6 e o erro correspondente, é necessário medir o período de oscilação T. Para isso, o pêndulo foi deslocado de sua posição de equilíbrio de um ângulo de aproximadamente dez graus - para que a linearização da equação 4 seja válida – e foi medido o tempo de dez oscilações, com cronômetro digital. Esse procedimento de medida foi adotado para minimizar os erros provenientes do acionamento manual do cronômetro e, além disso, foi repetido seis vezes. A tabela 1 contém os resultados obtidos. Figura 2 – montagem experimental do pêndulo físico 6. Resultados e discussão: Nesta parte é apresentada, primeiramente, uma tabela com os dados obtidos. Em seguida, vêm os cálculos, gráficos e discussões. É importante 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. Exemplo: A tabela 1 contém os resultados obtidos. 10T (s) T (s) 11,12 1,112 9,15 0,915 10,12 1,012 12,52 1,252 8,55 0,855 9,04 0,904 Tabela 1 – medida do período de oscilação do pêndulo Fazendo-se uma média dos valores de T da tabela obtém-se: sT 0096667,1= O erro associado à medida do período é: 22 alesisT σσδ += , onde sisσ é o erro sistemático, proveniente do erro ao acionar o cronômetro, e aleσ é o erro aleatório. O tempo de reação para acionar o cronômetro foi medido acionando-o e desligando-o imediatamente, obtendo-se 0,17s. Como esse erro está associado à medida de dez oscilações, tem-se que ssis 017,0=σ para um período. O erro aleatório foi calculado a partir de 2 1 1 2 1 )1( 1 − − = ∑∑ = = n i i n i iale T n T nn σ (7), com os valores da tabela 1, obtendo-se sale 061438,0=σ . Tem- se então, sT 0637,0=δ . Escrevendo o valor obtido com o número correto de algarismos significativos, tem-se: ( )sT 06,001,1 ±= Calculando g pela equação 6, obtém-se: 22 2 2 2 2 /06798345,10/ 009667,110,0100,0 00250,044 smsm mdT Ig = ×× × == pipi e 23 2 /634,04 smTT md Ig == − δpiδ . O resultado encontrado é, então: ( ) 2/6,01,10 smg ±= . 7. Conclusões: Esta parte é dedicada à apresentação sucinta dos principais resultados e das conclusões obtidas no trabalho. Exemplo: Neste experimento, foi calculado o valor da aceleração da gravidade através da medida do período de um pêndulo físico, obtendo-se ( ) 2/6,01,10 smg ±= . O valor encontrado é, aproximadamente, 3% maior do que o valor esperado, de 9,8m/s2. Esse desvio pode ser proveniente da subestimação do tempo de reação para a ativação do cronômetro ao se medir o tempo de dez oscilações. Mesmo assim, observa-se a eficiência do método e a validade da linearização da equação diferencial que rege o movimento do pêndulo físico, descrevendo o movimento como harmônico simples. 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: a) 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, São Paulo (1981). b) Para artigos de revistas: Nome(s) do(s) autor(es), título (optativo), título da revista, volume, número, página e ano de publicação. Exemplo: A.A. Gusev, T. Kohno, W. N. Spjeldvik, I. M. Martin, G. I. Pugacheva, A. Turtelli, Dynamics of the low altitude secondary proton radiation belt, “Advances in Space Research”, Vol.21, N.12, pp. 1805-1808 (1998). c) Para texto de internet: Nome(s) do(s) autor(es), título, endereço eletrônico em que está disponível e data de acesso. Exemplo: Blackwell, Bases de dados, disponível em: <http://www.periodicos.capes.gov.br/>, acesso em 22/03/2004. d) Para outros tipos de referências, consulte a norma NBR 10520, da ABNT (ABNT, Informação e documentação - Apresentação de citações em documentos, NBR 10520, 2001). Atenção! Os exemplos citados acima são apenas ilustrativos, não determinando o que deve ser escrito em um relatório ou mesmo a extensão do mesmo. Esses fatores dependem da experiência a ser realizada e dos tópicos a serem discutidos no roteiro de laboratório. Cada aluno deve desenvolver seu próprio relatório no caderno brochurão, de tamanho grande. Nada deve ser apagado do caderno: se você cometeu um erro, risque-o com um traço e continue a escrever. Use sempre caneta!! 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 alunos. É importante que os alunos não se prendam aos roteiros ou à bibliografia sugerida. Sempre que possível, expanda seus questionamentos e conhecimentos procurando textos na internet (seja sensato!) ou em livros diversos.