Laboratório de Fis26Mecânicawww.fis.ita.br/labfis26

Proposta pedagógica

MetodologiaProcesso de

Instrumentalização

Dia a dia do laboratório

Proposta pedagógica

MetodologiaPBL (Problem Based Learning)

Serão proposto, pelo professor e pelosgrupos, problemas que possam serexplorados do ponto de vista experimentale teórico. A temática no primeiro mês é:corpos rígidos.

Artigos com propostas de montagens experimentais encontram-se no site do curso: http://www.fis.ita.br/fis26/lab_fis_26/material_didatico/corpo_rigido/index.html

Instrumentalização

Proposta pedagógica

O laboratório deverá oferecer toda a estrutura necessária para a execução da montagem experimental, aquisição de dados e simulação do problema proposto.

Para aquisição de dadosTracker

Sensores do kitsArduino

Sensores remotos

Análise computacional dos dados

Wolfran MathematicaOctaveOutros Simulação teórica

AlgodooInteractive Physics

Mathematica

Primeira aula: apresentação da proposta; divisão dos grupos e primeira atividade em grupo;

Segunda aula: Entrega da proposta de montagem experimental e discussão do grupo com o professor sobre estratégias para a montagem, aquisição de dados e simulação teórica do problema;

Terceira aula: Continuação dos trabalhos. Ao fim da aula entregar o primeiro relatório sobre o andamento das atividades;

Quarta aula: Continuação dos trabalhos. Ao fim da aula entregar o primeiro relatório sobre o andamento das atividades;

Entrega do Relatório: Uma semana após o término das atividades do primeiro mês de laboratório.

Proposta pedagógica

Gestão do dia a dia no Laboratório

Gestão: Classroon

Dividam-se em grupos de 3 ou 4 pessoas;

A turma deverá ter no máximo 10 grupos;

Cada grupo deverá criar uma conta do Gmail. O login da conta deverá seguir o seguinte código:

t01 - Número da turma

g01 - Número do grupo

2018 – Ano

t01g012018@gmail.com

Gestão: Classroon

Gestão: Classroon

Todos os trabalhos e atividadesdeverão ser entregues viaClassroon na data combinada.

Entrega do Relatório de atividades do primeiro mês: 40% da nota

◦ Lembrem-se que este relatório deve ser entregue no máximo com uma semana após o término das atividades do primeiro mês, no dia em que tiverem aula de laboratório, até às 00:00 (semana do dia 19 de março);

◦ Tema da atividade: Corpos rígidos◦ O relatório deve conter todo detalhamento da montagem experimental,

aquisição de dados e modelagem teórica;◦ O relatório deve estar acompanhado de todos os arquivos que

envoldam: aquisição de dados (Tracker, arduino, etc..), scrits para análise dos resultados (Mathematica, Octave, etc...), modelagem computacional do problema (Mathematica, Algodoo, etc... )

Entrega de uma vídeo-aula explicativa sobre todo o trabalho realizado: 30% da nota

◦ A vídeo-aula deve ser entregue junto com o relatório de atividades;◦ Esta deve conter explicações sobre o problema abordado, montagem

experimental e aquisição de dados. Quanto mais ilustrativa melhor. As melhores vídeo-aulas serão postadas no canal do LabFis26 no Youtube.

Avaliação

Entrega dos Relatórios de andamento das atividades: 15% da nota

◦ Estes relatórios devem ser entregues semanalmente;◦ Devem ser relatórios curtos que explanem toda a informação

sobre o andamento das atividades referentes a montagem experimental;

Atividade do primeiro dia de aula: 15% da nota

◦ Esta atividade deve ser entregue na próxima semana, no dia da aula de laboratório, até às 12:00.

◦ Deve ser entregue: o arquivo com o Tracker, script de análise de dados (Octave ou Mathematica), o arquivo da modelagem teórica (Mathematica ou Algodoo) e os resultados e suas respectivas análises (gráficos e análise escrita).

Instruções sobre a confecção de relatórios; itens de avaliação de relatório e faltas, encontram-se na página do curso:

Na aba “Informações Gerais”

Avaliação

www.fis.ita.br/fis26/lab_fis_26

Vocês poderão encontrar algumas boas ideias para elaboração de seus trabalhos na página do curso:

Onde existem links para diversos artigos, modelos de simulação em Mathematica, páginas com diversas propostas de montagem experimental no tema.

www.fis.ita.br/fis26/lab_fis_26/material_didatico/corpo_rigido/semana1/index.html

Movimento Geral planar

Vídeo aula sobre Cinemática de corpos rígidos: https://www.youtube.com/watch?v=Zm3lCzSfRZ0&t=1700s

Primeira Atividade

Primeira Atividade

Análise do movimento de um disco em um plano inclinado

Objetivos:

◦ por meio de técnicas de captura de movimento, determinar a velocidade e aceleração angular do disco;

◦ verificar a validade da equação para aceleração do movimento geral.

Primeira Atividade

Objetivos:

Metodologia:◦ A captura de movimento pode ser feita com o programa Tracker,

instalado nos computadores do Laboratório;

◦ Capture o movimento de cada um dos três pontos e crie uma tabela com os seguintes dados: (tempo, posição, velocidade, aceleração)

Primeira Atividade

Diâmetro médiodo disco: 7,4 cm

Inclinação: 5°

Um tutorial para os primeiros passos no programa tracker encontra-se no link:http://www.fis.ita.br/fis26/lab_fis_26/material_didatico/corpo_rigido/semana1/index.html

Metodologia:◦ Copie sua tabela no bloco de notas e salve como arquivo de dados (.txt

ou .dat);

◦ Utilize o programa de sua preferência para a análise do problema e solução;

◦ Em suas máquinas existem instalados os programas WolfranMathematica e Octave; (Eu, particularmente, prefiro Octave, por isso colocarei aqui algumas dicas de como criar um script)

Primeira Atividade

Análise gráfica, Resultados e conclusões:◦ Gráfico: 𝝎× 𝒕

◦ Gráfico: 𝜶 × 𝒕

◦ Utilizando estes dados, verifique a validade da equação de aceleração. Tome como base a aceleração do ponto “a” com relação ao ponto “b”.

◦ Calcule o valor médio e o desvio padrão dos dados da verificação. O que se pode concluir?

◦ Tome agora os 10 primeiros pontos e faça o mesmo, o que eles apontam?

Primeira Atividade

Façam uma simulação animada do problema

◦ Para tal, vocês podem utilizar o Algodoo ou WolfranMathematica;

◦ O Algodoo é uma linguagem orientada objeto de fácil acesso e permite a elaboração de uma simulação 2-D do problema e uma análise física do mesmo;

◦ Para quem optar ir um pouco mais além, utilize o WolfranMathematica que permite, além de simulações riquíssimas, um real entendimento do problema matemático;

◦ Na página do curso existem diversos exemplos de simulações feitas com o Mathematica:

http://www.fis.ita.br/fis26/lab_fis_26/material_didatico/corpo_rigido/semana1/links/index.html

Primeira Atividade

Até o início da próxima aula deverá ser entregue:◦ Arquivo Tracker;

◦ Arquivo da simulação computacional do problema

◦ O script na linguagem de preferência do grupo com a análise dos dados;

◦ Os gráficos que considerarem pertinente para a análise dos dados

◦ A análise escrita dos resultados e suas conclusões

Primeira Atividade