PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE SÃO PAULO Faculdade de Ciências Exatas e Tecnologia
PLANO DE ENSINO DE DISCIPLINA FÍSICA MÉDICA 2009 DISCIPLINA : CÓDIGO : CARGA HORÁRIA SEMANAL : CARGA HORÁRIA ANUAL : COORDENADOR (A) : PROFESSORES :
OSCILAÇÕES E APLICAÇÕES NO ENSINO
SÉRIE : 3ºSEMESTRE
02 HORAS
36 HORAS MARISA ALMEIDA CAVALCANTE MARISA ALMEIDA CAVALCANTE
OBJETIVOS Gerais Familiarizar os alunos com a teoria das oscilações lineares e com as práticas experimentais correlatas. Estudar os princípios dos movimentos oscilatórios, com apoio no laboratório e, sempre que possível, a partir do laboratório, sugerindo experimentos de baixo custo. Específicos •
Identificar, através de processos experimentais, a interligação entre a realidade e o modelo físico adotado para a formalização matemática dos fenômenos oscilatórios ;
•
conceituar e ser capaz de medir as grandezas físicas freqüência, comprimento de onda, período, velocidade e outras relacionadas aos movimentos oscilantes;.
•
representar analítica e graficamente as relações entre as grandezas físicas utilizadas no estudo das oscilações;.
•
identificar, conceituar, descrever e relacionar ao cotidiano os fenômenos oscilantes envolvidos no funcionamento de diferentes equipamentos, bem como operar com suas grandezas físicas e as leis fundamentais que os regem;
•
realizar e analisar experimentos relacionados às Oscilações, extraindo os dados necessários, avaliando-os e interpretando as relações entre eles.
Rua Marquês de Paranaguá, 111 – Consolação – São Paulo – SP – 01303-050 – tel (55-11) 3124.7212 – fax (55-11) 3124.7213 http://www.pucsp.br/cce – e-mail: secexatas@pucsp.br
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PROCEDIMENTOS DE ENSINO
Cada aula consistirá da combinação adequada de: Aulas expositivas, visando apresentação do problema que será abordado e fornecendo os requisitos teóricos necessários para o seu entendimento. •
Experimentos em laboratório real: O aluno efetua medidas e observações qualitativas, permitindo-lhe vivenciar uma série de fenômenos importantes para a compreensão dos conceitos desenvolvidos.
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Elaboração de relatórios dos experimentos realizados. Parte da análise dos resultados obtidos em laboratório será efetuada com auxílio de softwares aplicativos, tais como: BROffice ou Excel, Graphical Analysis, Datastudio.
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Discussões em grupo, estudo de textos e bibliografia em sala e fora dela, bem como a resolução de listas de aplicações.
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Análise de tópicos utilizando os recursos computacionais disponíveis e utilização de vídeos relativos ao assunto em desenvolvimento.
•
Elaboração de pequenos projetos ou seminários para desenvolvimento individual ou em grupo.
INSTRUMENTOS E CRITÉRIO DE AVALIAÇÃO
Ao longo do semestre, o aluno será avaliado através da combinação de: •
Relatórios relativos aos experimentos realizados e listas de aplicações
•
Projetos ou seminários. O projeto desenvolvido terá como foco a produção de recursos didáticos e que deverá comportar, o uso de simuladores, o desenvolvimento de um experimento real. Estes recursos devem ser de fácil reprodução e deverão ser publicados em blogs especificamente criados para este fim. O projeto será atribuída uma nota que corresponderá a nota P2
•
Avaliações parciais
Provas teóricas e experimentais (P1, PS) sobre o conteúdo desenvolvido. Rua Marquês de Paranaguá, 111 – Consolação – São Paulo – SP – 01303-050 – tel (55-11) 3124.7212 – fax (55-11) 3124.7213 http://www.pucsp.br/cce – e-mail: secexatas@pucsp.br
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A média final será calculada na forma geral aprovada para o Curso de Física:
M≥5,0 para aprovação
RECURSOS NECESSÁRIOS • • • • •
Laboratório de Física com PC conectados a rede da PUC-SP. Equipamentos específicos associados a cada experimento previsto. Recursos computacionais disponíveis no campus. Projetor multimídia para aulas e demonstração de softwares. Espaço disponível fora do horário de aula e auxílio da Oficina dos laboratórios da PUC-SP para o desenvolvimento de projetos.
EMENTA Conceitos e Aplicações de oscilações mecânicas no ensino.
CONTEÚDO PROGRAMÁTICO
Teoria Movimento Circular e Uniforme: Freqüência, velocidade angular, velocidade tangencial. Movimento oscilatório. Movimento harmônico simples (MHS). Representação Fasorial. Equação de Euler. Forças restauradoras e energia em um oscilador harmônico. Equação básica de um Oscilador harmônico simples. Alguns sistemas oscilantes. Corpo preso numa mola vertical. Pêndulo simples. Pêndulo físico. Superposição de dois MHS. Superposição de dois MHS de mesma direção. Superposição de dois MHS ortogonais. Figuras de Lissajous. Pêndulo de areia . Vibrações moleculares. Oscilações amortecidas e forçadas. Osciladores amortecidos. Energia num movimento oscilatório amortecido. Oscilações forçadas e Ressonância. Fenômenos ressonantes. Representação do movimento oscilatório no Espaço de fase. Oscilações não-lineares e noções sobre caos dinâmico. Laboratório Movimentos periódicos e Oscilações livres. Pêndulo de Mola. Determinação de constante elástica e Oscilações forçadas. Ressonância
BIBLIOGRAFIA Rua Marquês de Paranaguá, 111 – Consolação – São Paulo – SP – 01303-050 – tel (55-11) 3124.7212 – fax (55-11) 3124.7213 http://www.pucsp.br/cce – e-mail: secexatas@pucsp.br
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Básica -TIPLER, PAUL A.,MOSCA,G. Física para Cientistas e Engenheiros, Volume 1., LTC Editora , 5a. ed., RJ, 2006. -YOUNG, H. D.& FREEDMAN, R. A. , Física II: Termodinâmica e Ondas, Addison Wesley, 10a. ed., SP, 2003. FRENCH,A.P , Vibrações e Ondas, Editora da Universidade de Brasília, 2000 GLEICK,J., “Caos a criação de uma nova Ciência” Editora Campus Ltda,RJ. 7ª Ed, 1989. Complementar -ALONSO, M. & FINN, E. J., Física, volume único, Addison-Wesley Iberoamericana España, Pearson Education do Brasil Ltda., 1999. -FERENCE JR., M., LEMON, H.B., STEPHENSON, R.J., Curso de Física – Ondas (som e luz), Ed. Edgard Blücher Ltda., S. Paulo. - HALLIDAY, D., RESNICK, R. & WALKER, J., Fundamentos da Física, vols. 2 e 4, LTC EditoraE, 7ª. ed., RJ, 2006 -SERWAY, R. A., Física, vol. 2, LTC EditoraE, 3ª. ed., RJ, 2004 -KELLER, F. J., GETTYS, E. & SKOVE, M. J., Física, vols. 1 e 2, Makron Books, SP, 1999. -PSSC - PHYSICAL SCIENCE STUDY COMMITTE, Ed. Edart/Funbec, 4a. ed. em português, SP, 1972. -GIBERT, A., Origens Históricas da Física Moderna, Fundação Calouste Gulbenkian, Portugal, 1982. -EISBERG, R.M. & LERNER, L.S., Física, Fundamentos e Aplicações, vols. 2 e 4, Ed. McGraw-Hill do Brasil, SP, 1983. -DEN HARTOG, J.P., Vibrações em Sistemas Mecânicos, Ed. Edgard Blücher Ltda, SP, 1972. -VUOLO, J. H., Fundamentos da Teoria de Erros , Ed. Edgard Blücher Ltda., 2.a ed., SP, 1996. -Revista Brasileira de Ensino de Física - Artigos de divulgação cientifica.
Cronograma Rua Marquês de Paranaguá, 111 – Consolação – São Paulo – SP – 01303-050 – tel (55-11) 3124.7212 – fax (55-11) 3124.7213 http://www.pucsp.br/cce – e-mail: secexatas@pucsp.br
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Dia
Cronograma
17/02
Apresentação de programa e definição de projetos. Criação dos blogs e discussões sobre o projeto. Proposta: Recursos didáticos para deficientes visuais. Procurar no XIX SNEF (2011) trabalhos sobre recursos didáticos para deficientes visuais e auditivos.
24/02
Aula expositiva Movimentos Periódicos. Definição velocidade angular, velocidade tangencial, aceleração centrípeta. Circulo trigonométrico. Atividade E1
03/03
Experimento: Estudo de MCU através do Tracker. R1
10/03
Movimento Harmonico simples. Coordenadas polares. Diagrama Fasorial Fasores e a relação de Euler. Equação do MHS. Atividade E2. Uso do simulador
17/03
Obtendo um MHS a partir do um MCU através do Tracker – Experimento R2
24/04
Obtendo um MHS a partir do um MCU através do Tracker – Experimento R2
31/03
Apresentação dos resultados parciais – Nota parcial – P2a
07/04
Forças Restauradoras e a equação do MHS. Determinação da constante elástica de molas utilizando o Tracker. R3
13/04
Forças Restauradoras e a equação do MHS. Determinação da constante elástica de molas utilizando o Tracker. R3
21/04
Feriado
28/04
Apresentação dos resultados – Nota Parcial P2b
05/05
Energia em um MHS e um pendulo Simples – Estudo de um Pendulo com fotosensores e o tracker R4
12/05
Energia em um MHS e um pendulo Simples – Estudo de um Pendulo com fotosensores e o tracker R4
19/05
Superposição de um MHS em mesma direção e uso de fasores. Aplicações em circuitos elétricos R5
26/05
Superposição de um MHS em mesma direção e uso de fasores. Aplicações em circuitos elétricos R5
02/06
Espaço de fase e noções sobre sistemas caóticos. Atividade E3
09/06
Espaço de fase e noções sobre sistemas caóticos. Atividade E3
16/07
Apresentação dos resultados Finais do projeto- P2c
23/07
Feriado
30/07
Duvidas para PS
07/07
Prova PS
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