Manfredo H. Tabacniks IFUSP 2017

Apresentação em tema: "Manfredo H. Tabacniks IFUSP 2017"— Transcrição da apresentação:

1 Manfredo H. Tabacniks IFUSP 2017
Laboratório de Física A Manfredo H. Tabacniks IFUSP 2017 1

2 Organização Grupos com até 3 alunos;
Reposição na última semana de aula 2 faltas reprovam Exercícios obrigatórios “on-line”

3 Organização Local: LabDid, Ed. Principal terreo, ala Central, segunda a sexta feira das 13:10 às 16:40. Organização: 6 experiências. Exceto a E1, as aulas em cada sala são diferentes. Site: Horário: 13:10 – 16:40 Tolerância 10 minutos T ~10 min, perderá a provinha de entrada = 0. Não será permitida a entrada em sala de aluno fora da turma ou fora de horário (t>10 min).

4 Trabalho em equipe Grupos com 3 alunos.
Coordenador. Organiza o trabalho e decide o que será feito e em que ordem. Relator. Registra as medidas (por escrito, arquivo eletrônico, etc.). Distribui cópia dos dados aos colegas. Revisor. Verifica se não faltou nada a ser feito ou medido. Oportunidade para desenvolver trabalho em equipe.

5 Avaliação Leitura prévia avaliada através de um teste rápido (10 min) no início da aula. Vale 20% da nota; Apresentação do trabalho pelo professor. Discussão de dúvidas e primeiro contato com o equipamento experimental; Organizar a equipe. A falta de atenção e de participação de cada aluno pode reduzir 1 ponto na nota. Proibido o uso de celular (rede social) em sala de aula. Execução: O guia de trabalho que deverá ser preenchido e entregue ao final da aula. Vale 80% da nota da experiência. 6 exercícios “on-line” obrigatórios. Sem limite de tentativas. Aberto por 2 semanas. 10% da média.

6 Computadores, tablets e calculadoras
O uso de dispositivos eletrônicos para execução de cálculos e relatórios é recomendado e incentivado. Instale seus programas preferidos para edição e cálculo. Use-os em sua atividade profissional. O laboratório é uma atividade que exige concentração: desligue-se de suas redes sociais por um tempo para acompanhar as aulas com atenção. Br-Office, Excel, Origin, Mathlab, Mathematica.... CalcPM, Descriptive statistics....

7 Horários e Turmas

8 Experiências E1 – Introdução a expressão de resultados e medida do reflexo motor E2 - Movimento Uniformemente Acelerado (queda livre). Integral e derivada numérica. Incertezas experimentais E3 - Mesa de Ar, colisão 2D. Conservação de energia, momento linear, E4 – Viscosidade. Viscosímetro de Stokes. Tubo de óleo com bolinhas E5 - Cordas vibrantes. Ondas estacionárias. Ressonância. Determinação empírica da lei de ondas estacionárias E6 - Lei de Resfriamento de Newton. Calor, temperatura, transição de fase REP - Pendulo de torção

9 Tratamento de resultados experimentais e expressão da incerteza
Manfredo H. Tabacniks IFUSP 9

10 Medida Ordem de grandeza Fio de cabelo 10-4 cm Folha de caderno 101 cm Distância Terra - Lua 105 km

11 Como expressar um resultado ?
2,7 cm 2,71 cm 2,74 cm 2,75 cm 2,8 cm

12 Como expressar um resultado ?
2,7 cm 2,71 cm 2,74 cm 2,75 cm 2,8 cm 27,5 mm 0,0275 m 2,75x104 mm mm

13 Como expressar um resultado ?
2,7 cm 2,71 cm 2,74 cm 2,75 cm 2,8 cm 27,5 mm 0,0275 m 2,75x104 mm mm

14 O último dígito é o algarismo duvidoso
O último dígito é sempre o algarismo duvidoso 2,7 cm 2,71 cm 2,74 cm 2,75 cm 2,8 cm 27,5 mm 0,0275 m 2,75x104 mm mm

15 Algarismos significativos
27,5 mm 0,0275 m 2,75x104 mm mm 3 significativos 7 significativos

16 Não confundir número de algarismos significativos com casas decimais.
27,5 mm 0,0275 m 2,75x104 mm mm 3 significativos 7 significativos 16

17 Não confundir número de algarismos significativos com casas decimais.
27,5 mm 0,0275 m 2,75x104 mm mm Zeros à direita são significativos. O último dígito é o duvidoso. 3 significativos 7 significativos 17

18 De um modo geral G. Pessotto

19 Algarismos significativos
Neste curso será adotado apenas 1 algarismo significativo na incerteza G. Pessotto

20 Ajustando as casas G. Pessotto

21 Ajustando as casas G. Pessotto

22 Ajustando as casas G. Pessotto

23 Ajustando as casas G. Pessotto

24 Mais um exemplo... G. Pessotto

25 Mais um exemplo... G. Pessotto

26 Mais um exemplo... G. Pessotto

27 E a nossa medida? Qual a precisão da régua? (C) 2,74 cm (D) 2,75 cm
G. Pessotto

28 Expressar um resultado com sua incerteza
Em geral, a metade da menor divisão foi determinada pelo fabricante... ...considerando a dificuldade de leitura e a precisão do aparelho. L = 2,50 ± 0,05 cm

29 Por convenção adota-se a metade
E a nossa medida? Por convenção adota-se a metade da menor divisão! G. Pessotto

30 Nosso resultado G. Pessotto

31 Caso especial G. Pessotto

32 Caso especial G. Pessotto

33 Caso especial G. Pessotto

34 Mas eu acho que... G. Pessotto

35 Estatísticas descritivas
Erro e Incerteza, parecidos mas diferentes. Erro = valor medido - valor verdadeiro Toda medida experimental tem um erro, que precisa ser estimado e compreendido. Incerteza = é a estimativa estatística do erro. Descreve a dispersão dos valores de uma medição Em geral, o valor verdadeiro é desconhecido

36 Estatísticas descritivas 4,52 3,83 4,02 4,06 3,70 3,88 3,56 4,99 3,81
10 medidas de tempo com um cronômetro (s). Média é o valor mais provável 4,04 s

37 Estatísticas descritivas 4,52 3,83 4,02 4,06 3,70 3,88 3,56 4,99 3,81
10 medidas de tempo medido com um cronômetro (s). 4,52 3,83 4,02 4,06 3,70 3,88 3,56 4,99 3,81 4,04 s Como medir a dispersão das medidas? Não funcionou! 37

38 Estatísticas descritivas
Como medir a dispersão das medidas? Desvio Padrão da população: Desvio padrão da amostra (n<∞) 38

39 Estatísticas descritivas
Como medir a dispersão das medidas? ± 1s (68% dos pontos) ± 3s (99,5% dos pontos) = 0,42 s Desvio padrão da amostra 39

40 Incerteza instrumental x incerteza do processo
A incerteza do nosso experimento tem desvio padrão s = 0,42 s O cronômetro utilizado tem precisão s = 0,05 s Como combinar ? Desvio padrão combinado Em nosso experimento s >> s. Podemos ignorar a precisão do cronômetro (dessa vez!)

41 Desvio padrão da média Para que realizamos 10 medidas?
Para determinar o desvio padrão! Mas as 10 medidas geraram uma média que é mais precisa que cada medida individual Fazendo 10 x 10 medidas, obter 10 médias e calcular o desvio padrão das médias média das médias cada uma das médias Como determinar o desvio padrão da média? 41

42 Desvio padrão da média Para que realizamos 10 medidas?
Para determinar o desvio padrão! Mas as 10 medidas geraram uma média que é mais precisa que cada medida individual Estudando mais um pouco para provar que: isso é bem prático! Desvio padrão da média Como determinar o desvio padrão da média? 42

43 Significativos num resultado
Não existe uma regra bem definida para o número de dígitos significativos no desvio padrão”. (Vuolo, 1992) Em nossos trabalhos usaremos apenas UM significativo no incerteza de uma medida. Existem outras regras mais rigorosas. notação errada notação sugerida 5,30  0,0572 5,30  0,06 124,5 ± 11 (13 ± 1) x 10 0,00002 ± 0, (2,00 ± 0,05) x 10-5 450 ± 2,6x101 (45 ± 3) x 101 ajustar as casas decimais Um significativo na incerteza

44 Cálculos e algarismos significativos
2 5    26 x 104 Soma ou diferença: Operar apenas algarismos significativos. 2 5           3,1 x 107 2,5 x = Multiplicação ou divisão: Usar o número de significativos do número com menos significativos 2,5 X 104 X =

45 Propagação de incertezas

46 Soma ou subtração L = 20 ± 2 cm

47 Multiplicação ou divisão

48 Multiplicação ou divisão
Desprezar termos menores que 1/3 do maior valor

49

50 E1. Reflexo Motor para estímulo visual
Reflexo motor é o tempo de reação para uma reação motora a um determinado estímulo externo (visual, sonoro, etc.) Cronômetro eletrônico no celular ou no computador Baixar ou usar o aplicativo que mais lhe agradar. Veja o guia. Cronômetro “gravitacional”

51 E1. Reflexo Motor para estímulo visual
Cronômetro “gravitacional”

52 Propagar a incerteza do cronômetro “gravitacional”
dividir por t2 soma quadrática das incertezas relativas x expoente 52

53 E1. Reflexo Motor para estímulo visual
Reflexo motor é o tempo de reação para uma reação motora a um determinado estímulo externo (visual, sonoro, etc.) Teste de hipóteses Mão esquerda x mão direita do mesmo indivíduo Entre os indivíduos que compõe sua equipe de trabalho Utilizando instrumentos diferentes (régua e o celular) Será que os instrumentos utilizados medem a mesma coisa?