Alexandre Suaide Ed. Oscar Sala sala 246 ramal 7072

1. Introdução às Medidas em Física Bloco I, 12a Aula (7/06/2005)http://dfn.if.usp.br/~suaide/fap0152 Alexandre Suaide Ed. Oscar Sala sala 246 ramal 7072

2. Fórmulas empíricas • Fórmulas empíricas (ou modelos empíricos) são expressões matemáticas que tentam descrever o comportamento físico observado • Não precisa ter fundamentos teóricos sólidos • Não é um simples ajuste de curvas. A expressão matemática obtida deve ser capaz de “prever” resultados fora da região onde os dados foram tomados

3. Determinação de um modelo empírico para resfriamento de um corpo • Arranjo experimental • Tubo de glicerina no qual inserimos um termopar • Tubo é colocado em um cilindro com fluxo de ar constante. Isso mantém a temperatura ambiente constante ao redor do tubo • Procedimento: • Medir a temperatura do cilindro de ar (sem o tubo) (5 vezes em intervalos de tempo de 1 min) • Aquecer o tubo até aproximadamente 112-115oC • Inserir o tubo no cilindro. • Iniciar cronometro quando a temperatura atingir 110oC • Medir o tempo para variações de 5oC até atingir uma temperatura aproximadamente 5oC maior que a do cilindro.

4. Modelo empírico • Muitas leis de decaimento em Física possuem comportamento exponencial. Podemos utilizar o nosso conhecimento pré-estabelecido e aplicar essa mesma fenomenologia para o esfriamento da glicerina • Como testar essa hipótese • Teste gráfico • Papel mono-log • O papel mono-log é muito útil para fazer gráficos de funções exponenciais pois as mesmas são representadas como retas nesse tipo de papel

5. Papel mono-log • O papel mono-log é bom para gráficos do tipo • Aplicando log dos dois lados • Equação de reta

6. Como extrair os parâmetros da função exponencial? T (oC) 300 200 100 50 L 40 30 20 10 t (s) A 1. Traçar reta média 2. O ponto onde a reta cruza o eixo-y é a amplitude da exponencial. 3. A inclinação é o expoente da exponencial (NÃO é calculado da mesma forma que no papel milimetrado) 0 10 20 30 40 50 60 70

7. Como extrair as incertezas? T (oC) 300 200 100 50 40 30 20 10 t (s) 1. Traçar as retas máxima e mínima 2. Calcular os parâmetros para ambas as exponenciais 3. As incertezas são metade das diferenças entre os parâmetros máximo e mínimo 0 10 20 30 40 50 60 70

8. Algumas peculiaridades dos dados T (oC) 300 200 100 50 40 30 20 10 t (s) Em algumas situações, dependendo do arranjo (isolamento térmico) pode-se perceber que os dados não são descritos por apenas uma exponencial J. C. Sartorelli Rev. Bras. Ens. Fís. 21, 116 (1999) 0 10 20 30 40 50 60 70

9. Objetivos da aula • Finalizar os gráficos de temperatura como função do tempo • Milimetrado e mono-log • Traçar as retas médias (mais de uma, quando necessário) e extrair os parâmetros da exponencial • Calcular o tempo característico de esfriamento da glicerina (ver questão Q4-8) • Calcular as incertezas nos parâmetros das exponenciais.

10. Comentários para próxima aula • A próxima aula corresponde ao sorteio do relatório científico • Todos devem comparecer para sortear o relatório e assinar presença. • Além disso, a aula será utilizada para responder dúvidas dos alunos.

11. Relatório científico • O que é (ver Manual de Informação do curso, Apêndice I)? • Texto utilizado para expor e divulgar os resultados de um trabalho científico (teórico ou experimental). • Por ser uma ferramenta de divulgação, deve seguir algumas normas de modo a facilitar o entendimento do trabalho por outras pessoas. • Deve-se escrever de forma legível, com Português claro e correto, tendo em vista um leitor que, apesar de Físico, pode não estar familiarizado com as técnicas e instrumentos utilizados

12. Organização do relatório • Resumo • Introdução • Descrição experimental • Resultados, cálculos e análise dos dados • Discussão e conclusões • Referências • Apêndices

13. Resumo • Deve conter um resumo de todo o trabalho, incluindo • Objetivos, • Arranjo experimental • Principais resultados • Principais conclusões • No máximo 10 linhas • É a isca para estimular o leitor a ler o resto do trabalho.

14. Introdução • Texto de 1 ou 2 páginas • Objetivos do experimento • Conceitos físicos relevantes • Fórmulas Físicas • Não incluir fórmulas específicas de análise, tais como interpolação, propagação de erros, etc. • Somente fórmulas relacionadas aos conceitos físicos

15. Descrição experimental • Texto com 1 – 1½ página • Descrição do aparato experimental • Incluir esquemas e diagramas do arranjo experimental • Equipamentos utilizados e suas características • Descrição das medidas DIRETAS efetuadas • Cuidados e peculiaridades • NÃO É UMA LISTA DE COMPRAS. O texto deve ser claro e fluir naturalmente

16. Resultados, cálculos e análise dos dados • Quantas páginas forem necessárias • Apresentação dos dados de forma apropriada (tabelas, gráficos, etc). • Equações particulares utilizadas durante a análise • Resultados obtidos, cálculos das incertezas • O texto deve fluir naturalmente. Figuras, fórmulas e gráficos devem ser citados e explicados no texto. Não adianta colocar somente a tabela e esperar que o leitor adivinhe o seu conteúdo

17. Discussão e conclusões • Aproximadamente 1 página • Discussão dos resultados • Comparação com valores esperados • Auto-crítica do experimento e metodologia utilizados • Sugestões para melhorias futuras