O objetivo principal da disciplina é dar ao aluno uma iniciação às atividades experimentais. Esse objetivo não se resume apenas a aprender a medir grandezas, mas também em compreender o contexto e o significado das medidas. Para tanto é necessário: (a) Compreender a necessidade de se efetuar medidas em Física; (b) Compreender os cuidados necessários tanto para tomada como para apresentação de medidas experimentais; (c) Ser capaz de escolher e utilizar os equipamentos e procedimentos adequados; (d) Ser capaz de elaborar e testar modelos teóricos; (d) Estimar incertezas de medidas e avaliar a propagação das mesmas; (e) Sistematizar o armazenamento de dados através de tabelas; (f) Analisar dados experimentais através da utilização de gráficos; e (g) Discutir criticamente os resultados obtidos.
Realizar medidas de diversas grandezas (comprimento, tempo, massa, temperatura), a partir de situações do cotidiano, utilizando instrumentos de diversas precisões (métodos diretos): cuidados experimentais, erro experimental instrumental, cálculos de média e desvio padrão da média, comparação com resultados esperados. Métodos indiretos de medida (densidade, velocidade, grandes e pequenos comprimentos). Noções de propagação de erros experimentais. Influência do experimentador no resultado de um experimento: medida de tempo de reação humana. Introdução à análise gráfica linear e logarítmica de fenômenos dependentes do tempo. Derivação de funções que expliquem o comportamento dos dados experimentais. A disciplina está dividida nos seguintes tópicos: 1. O papel da experimentação nos processos e práticas da investigação científica 2. Introdução aos conceitos da física experimental a. Noção de medida e incerteza b. Incerteza instrumental. Medidas diretas c. Incerteza estatística. Introdução à Teoria dos Erros i. Aplicação: O pêndulo simples d. Propagação de incertezas e média ponderada i. Aplicação: Densidade de sólidos ii. Aplicação: Medida da distância focal de uma lente 3. Análise e interpretação de dados experimentais. Adequação de modelos a. Gravitação universal e o movimento de queda b. Lei de Ohm 4. Avançando a teoria a partir da experimentação: leis empíricas. Escalas logarítmicas a. Lei de resfriamento de Newton b. O monocórdio e as cordas vibrantes
1. Apostila da disciplina disponível em http://portal.if.usp.br/labdid/pt-br/apostilas 2. J. H. Vuolo, “Fundamentos da Teoria de Erros”, São Paulo, Editora Edgard Blücher Ltda, 2a edição (1996). 3. O. A. M. Helene e V. R. Vanin, “Tratamento Estatístico de Dados em Física Experimental”, São Paulo, Editora Edgard Blücher Ltda, 2a edição (1991).