Rede Social do Aprendendo Física

No laboratório de física, o Rodrigo Ming, da 104/2008, questionou se o erro da medida da distância não deveria ser multiplicado por 2, devido a expressão: a = 2.s/t². Na ocasião eu disse que não. Mas depois pensando com mais calma, verifiquei que o Rodrigo Ming está correto!

Então, com base no nosso cálculo simplificado da propagação de erros (vide referência aqui) a incerteza (da) da medida da aceleração a ficará assim:

a = 2.s/t²

Seja X = 2.s e Y = t.t (t²)

dX = s.ds + s.0 (erro da constante é zero!) => dX = 2.ds (conforme argumentou o Rodrigo Ming!)

dY = t.dt + t.dt => dY = 2.t.dt

da = (dX/X + dY/Y).(X/Y) = (2.ds/2s + 2.t.dt/t²).(2s/t²)=>

da = (ds/s + 2.dt/t).(2.s/t²)
Onde:
da = Incerteza da medida a (aceleração)
ds = Incerteza da medida s (espaço que os blocos percorreram)
dt = Incerteza da medida do t (tempo – que será o maior valor entre a dispersão das medidas de tempo e o erro de acionamento manual do cronômetro!)

Planilhas

• Clique aqui para baixar a Planilha feita pelo Rodrigo Ming;
• Clique aqui pra baixar planilha do Excell para cálculo da incerteza de a;
• Clique aqui pra baixar planilha do Openoffice para cálculo da incerteza de a;

Caprichem no relatório do experimento!

Introdução

Este texto tem o objetivo de esclarecer e definir de modo claro, qual é a quarta atividade (segundo trimestre) a ser realizada pelos alunos do 1^o ano de Física, Unidade Centro, Colégio Pedro II.

Objetivos Gerais

Organizar idéias, conectar recursos, mobilizar conhecimentos e aplicá-los na resolução colaborativa de um problema prático.

Objetivos Específicos

Aplicar os conceitos de força e sua relação com os movimentos (Leis de Newton); entender e aplicar algumas forças usuais na mecânica (tração, atrito e peso); revisar as equações básicas do Movimento Uniformemente Variado e conectar todos estes conceitos na resolução de um problema experimental.

Embora o tratamento adequado de dados experimentais, não seja um objetivo explícito desta atividade, deseja-se que os alunos reflitam sobre:

• As principais causas de erros experimentais;
• Como tratá-los adequadamente (ainda que de um modo matematicamente simplificado) tanto para minimizá-los como para representá-los corretamente.

A Atividade

Os alunos deverão, obrigatoriamente, formar grupos com 4 alunos.

Cada grupo deverá preparar, (previamente à realização do experimento!) um roteiro experimental (a ser publicado no wiki da turma(102, 104 e 106), realizar o experimento planejado no roteiro, no laboratório da escola e, finalmente, publicar os resultados do experimento no blogue da turma(102, 104 e 106) na forma de um roteiro de replicação!

Primeira Parte – Roteiro Experimental

Após interagirem com uma destas simulações do experimento (opção 1, opção 2) para visualizarem o experimento e explorarem as variáveis importantes para o mesmo os alunos deverão preparar o roteiro experimental que deverá ser seguido no laboratório:

Este roteiro experimental deverá conter, além da identificação do grupo (Turma, Série, Colégio e Ano) os seguntes itens:

• Valor das massas que serão utilizadas! No laboratório há algumas massas, mas com valores previamente estabelecidos!
• Procedimentos experimentais, isto é, como proceder para: Determinar o atrito, medir cinematicamente a aceleração, estimar os erros experimentais, etc
• Qual o valor teórico esperado (aceleração determinada dinamicamente)?
• Materiais necessários para o experimento(réguas, relógios, tabelas dos dados, massas, etc), que deverá ser providenciado antes de iniciar o experimento!

Estas informações deverão ser publicadas organizadamente no wiki da turma (102, 104 e 106).

OBS: Esta parte da atividade vale 30% da nota!

Segunda Parte – Realização do Experimento

Com uma cópia do roteiro em mãos e o horário agendado com o professor, o grupo irá realizar o experimento no nosso laboratório. Provavelmente no nosso horário de aulas!

OBS: Esta parte da atividade vale 30% da nota!

Terceira Parte – Roteiro de Replicação

No Blogue da Turma (102, 104 e 106), cada grupo vai publicar o Roteiro de Replicação do Experimento! Que será, basicamente, os passo-a-passos necessários para que o experimento possa ser reproduzido pro outros alunos.

Esse passo-a-passo deverá seguir, obrigatoriamente, a seguinte estrutura:

1. Integrantes do Grupo, Turma, Série, Colégio e Ano – Sem necessidade de Comentários.

2. Licença de Distribuição do Trabalho – Basicamente diz o que pode e o que não pode ser feito com o trabalho de vocês. Essa licença pode ser escolhida seguindo este apontador/link, respondendo as poucas questões do formulário e copiando a licença para o trabalho de vocês. Vejam este exemplo de uso da licença.

3. Referencial Téorico – Basicamente descreve toda a física por trás de cada procedimento efetuado no experimento. Num nível de profundidade compatível com alunos do Ensino Médio. (Não é cópia de Livros, é produção textual dos alunos!). Nesta parte também será feita uma exposição crítica sobre a representação dos resultados com o número correto de algarismos!

4. O passo-a-passo em si – Aqui, o grupo descreverá materiais, montagens, dicas práticas de realização do experimento e tudo que julguem necessário para que alguém possa, ao seguir o roteiro, reproduzir o experimento.

OBS: Esta parte da atividade vale 40% da nota!

Cronograma e etc

Cada uma destas etapas deverá seguir o prazo para a realização dos mesmos!

• Primeira etapa – 03/08/2008 d.C.;
• Segunda etapa – 12/08/2008 d.C.
• Terceira etapa – 19/08/2008 d.C.

Estas datas poderão sofrer pequenos ajustes em função do calendário escolar. Não deixem para a última hora! Você já tiveram a experiência do que isto pode provocar!

Não quero nenhuma das partes em versão impressa!

Dúvidas, reclamações e etc… usem os comentários abaixo, publiquem no fórum da nossa comunidade ou perguntem em sala de aula (mas antes da data final)!

Referências

• Alguns roteiros do ano passado – Para servirem de ponto de partida, não de chegada!
• Mini apostila sobre erros e medidas – Para servir de referência para os alunos
• Vários textos de referência – Página da primeira versão deste projeto de aprendizagem. Contém vários apontadores para textos úteis na realização e compreensão do experimento.

Em breve colocarei mais referências!

Projeto Aquecedor Didático – Modelo 1 – Manual de Construção aqui

Projeto Aquecedor Didático – Modelo 2 – Manual de Construção aqui

Introdução

Para maiores sobre o projeto e acessar o cronograma do mesmo para 2008, siga este apontador!

O que é o Projeto?

Este projeto pretende que os alunos – em grupo – entendam, dimensionem e construam um protótipo de aquecedor de água por energia solar. O interesse maior não é nem tanto o produto (aquecedor funcionando) mas o processo de elaboração, administração e construção do mesmo. Porque acredito que só se desenvolve a capacidade de colaborar, colaborando. De administrar informações, administrando informações. De gerenciar tarefas, gerenciando. De aprender a aprender, aprendendo!

Ou seja, nosso foco aqui não é o ensino, mas sim as aprendizagens. Como estas são facilitadas e quais as dificuldades mais freqüentes dos alunos . Isso não significa que o protótipo deva ser feito de qualquer maneira e que não precise funcionar. Ao contrário, se nos preocuparmos mais com o processo, é provável que o produto seja de ótima qualidade!

Como construir um aquecedor de água por energia solar?

Existem algumas referências e experiências já implementadas e que tomaremos como ponto de partida. Tanto quanto possível, vamos procurar documentar o desenvolvimento do projeto para que o mesmo possa ser reproduzido em outros espaços e contextos. Veja abaixo, algumas ligações úteis:

• Manual de Construção do Aquecedor Solar Didático (precisa de adobe reader) – Artigo do Caderno Catarinense de Ensino de Física
• Aquecedor com embalagens descartáveis – Manual de construção de um aquecedor com material descartável.
• http://www.cefetsp.br/edu/sinergia/andre2.html – Aquecimento de água por Energia Solar.
• Manual de Construção de Aquecedor Solar Didático – Descrição detalhada dos materiais e da montagem!
• http://revistaescola.abril.com.br/edicoes/0174/aberto/mt_72298.shtml – Matéria na revista Nova Escola, sobre construção do Coletor Solar
• http://www.sociedadedosol.org.br/ – Sociedade do Sol, ONG que tem bastante matarial didático para a construção de aquecedores solares
• Não custa dizer que uma consulta no Google (http://www.google.com.br) é sempre um bom ponto de partida.
• Aquecedor Solar com Garrafas Pet – Matéria interessante sobre a construção de um aquecedor soalr usando garrafas pets.
• Make-off da montagem do aquecedor por alunos do CEC – Algumas fotos da montagem!
• Mais informações sobre este projeto podem ser lidas aqui.

Que conteúdos de física serão trabalhados com o mesmo?

• Calor e Temperatura
• Propagação de Calor
• Condução térmica
• Convecção térmica
• Irradiação térmica
• Calorimetria

Que habilidades/competências podem ser desenvolvidadas com este projeto?

• Aprender a conviver
• Aprender a aprender
• Gerenciar informações
• Compartilhar Conhecimento
• Usar tecnologias de comunicação e informação

E por último, mas não menos importante, as orientações e etapas do desenvolvimento deste projeto, para o ano de 2005 (1º versão do mesmo) podem ser acessadas aqui

Dúvidas, críticas e sugestões? Deixe seu comentário, ele é muito importante para nosso projeto!