Centro de Ciências Exatas Departamento de Física ... de Ciências Exatas Departamento de Física Laboratório…

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  • Centro de Cincias Exatas

    Departamento de Fsica

    Laboratrio Integrado de Fsica Geral

    Roteiros de Laboratrio

    Laboratrio Fsica Geral II B

    2 FIS 022 Fsica

    1 Parte

    Jos Leonil Duarte

    Carlos Roberto Appoloni

    Dari de Oliveira Toginho Filho

    Ferdinando Vinicius Domenes Zapparoli

    Ivan Frederico Lupiano Dias

    2013

  • Laboratrio Fsica Geral II B - 3 FIS 048 Fsica

    Participaes

    Elaborao do Texto:

    Prof. Dr. Jos Leonil Duarte

    Prof. Dr. Carlos Roberto Appoloni

    Prof. Dr. Ivan Frederico Lupiano Dias

    Elaborao das Montagens Experimentais

    Prof. Dr. Jos Leonil Duarte

    Prof. Dr. Carlos Roberto Appoloni

    Dr. Dari de Oliveira Toginho Filho

    Prof. Dr. Ivan Frederico Lupiano Dias

    Correes, Figuras e Diagramao:

    Dr. Dari de Oliveira Toginho Filho

    Ferdinando Vinicius Domenes Zapparoli

    Tcnicos do Laboratrio:

    Dr. Dari de Oliveira Toginho Filho

    Ferdinando Vinicius Domenes Zapparoli

    Junior Cesar Silva Pantoja

    Tcnicos de Oficinas de Apoio:

    Antonio Carlos Inagaki (Eletrnica)

    Venncio Ferreira de Oliveira (Mecnica Fina)

  • NDICE

    pgina

    INTRODUO . . . . . . . . . 01

    INFORMAES PARA ELABORAO DOS RELATRIOS . . 02

    1 EXPERINCIA Experimentos Bsicos com Circuitos

    Eltricos em C.C. Parte I . . . . . 04

    2 EXPERINCIA - Experimentos Bsicos com Circuitos

    Eltricos em C.C. Parte II . . . . 10

    3 EXPERINCIA Mapeamento do Campo Eltrico . . . . 16

    4 EXPERINCIA Ponte de Wheatstone . . . . . 21

    5 EXPERINCIA Circuito RC Carga e Descarga . . . . 30

    6 EXPERINCIA Elementos Resistivos No Lineares . . . . 38

    7 EXPERINCIA Osciloscpio . . . . . . . 44

    8 EXPERINCIA Circuitos Retificadores . . . . . 60

    9 EXPERINCIA Bobina de Helmholtz Determinao do Campo Magntico 66

    ANEXOS . . . . . . . . . . 74

    Choque Eltrico . . . . . . . 75

    Cuidados com a Eletricidade . . . . . 81

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    INTRODUO

    No incio de 1999, por solicitao do Colegiado do Curso de Fsica, ns nos

    propusemos a reestruturar a disciplina Laboratrio de Fsica Geral II B tendo como principais

    metas: a) elaborar um nmero razovel de experincias que cobrissem a ementa da disciplina

    e que pudessem ser realizadas no Laboratrio Integrado de Fsica Geral (LIFG) utilizando o

    material disponvel e/ou o material que pudesse ser desenvolvido naquele laboratrio; b)

    montar um nmero mnimo de kits dessas experincias e c) escrever os textos que

    facilitassem a realizao de cada experincia e que tambm servissem de referncia para

    quando um professor passasse a ministrar essa disciplina pela primeira vez. Assim, a idia que

    nos norteou no foi produzir um texto completamente original e inovador, mas sim seguir os

    objetivos acima.

    Dessa maneira, foram montadas perto de 20 experincias que sofreram vrias

    alteraes e substituies, resultando finalmente em 19 experincias com os respectivos

    roteiros de laboratrio. Esses roteiros foram agrupados em 2 apostilas: Roteiros de

    Laboratrio Laboratrio de Fsica Geral II B 1a Parte e 2a Parte sendo que a 1a Parte contm

    os 9 primeiros roteiros, alm de outros textos adicionais, informaes e sugestes e a 2a Parte

    contm os 10 roteiros finais.

    Os experimentos que constituem esta primeira apostila abordam os tpicos de

    eletricidade e magnetismo sendo que os experimentos 1 e 2 tm a funo principal de

    familiarizar o estudante com os instrumentos de medidas eltricas de sinais contnuos e a

    experincia 7 (Osciloscpio) tm a funo de introduzir os princpios de medio e

    visualizao de sinais eltricos alternados utilizando o osciloscpio enquanto que as

    experincias 3 (Mapeamento do Campo Eltrico), 5 (Circuito RC - Carga e Descarga), 6 (

    Elementos Resistivos No Lineares ) e 9 (Determinao do Campo Magntico) tm a funo

    principal de trabalhar mais os conceitos fsicos que esto (ou estaro ) sendo estudados na

    disciplina terica correspondente. J a experincia 8 (Circuitos Retificadores), alm de ser

    muito apropriada para se treinar o uso do osciloscpio, uma tima oportunidade para

    demonstrar o funcionamento de alguns dispositivos simples, tais como retificadores e

    dobradores de tenso, que esto presentes em grande parte dos equipamentos eletrnicos

    atuais.

    importante salientar que o nosso trabalho foi enormemente facilitado pelo trabalho

    dos professores que nos antecederam e que ao longo dos anos conseguiram adquirir uma srie

    de equipamentos e montar uma infraestrutura que nos permitiu partir de um estgio mais

    avanado.

    De fundamental importncia na elaborao e montagem dos sistemas experimentais

    foi a participao dos tcnicos do Departamento de Fsica, como especificada na pgina

    PARTICIPAES, o que, muitas vezes, acabou influindo na reelaborao dos textos.

    Finalmente, gostaramos de agradecer a todas as pessoas que colaboraram de uma

    maneira ou outra para a realizao deste trabalho e lembrar que o mesmo est em aberto,

    tendo muita coisa para ser revista e melhorada e, assim, as crticas e sugestes so bem

    vindas.

    Londrina, 1o semestre de 2002.

    Jos Leonil Duarte

    Carlos Roberto Appoloni

  • 2

    INFORMAES PARA ELABORAO DOS RELATRIOS

    1. Formato do Relatrio

    O objetivo de um relatrio fornecer uma descrio detalhada, clara e objetiva do

    experimento realizado, assim como das concluses a que se chegou.

    Embora a descrio deva ser detalhada, no relatrio devem constar somente as

    informaes realmente importantes, omitindo-se aquelas que sejam bvias, repetitivas ou que

    no estejam diretamente relacionadas com o experimento.

    Um relatrio geralmente deve conter os seguintes itens:

    1. Ttulo do experimento

    2. Resumo Neste item deve-se fazer o resumo, em algumas linhas, dos objetivos, da

    experincia e dos principais resultados e concluses.

    3. Introduo Neste item devem ser apresentados os objetivos e os aspectos tericos relevantes

    (com diviso ou no). Aqui deve ser fornecido somente a teoria diretamente

    relacionada com o experimento e que seja necessria para analis-lo.

    4. Procedimento experimental Este item deve conter:

    a) a relao e as caractersticas dos instrumentos e materiais; b) a descrio do arranjo experimental utilizado, geralmente utilizando desenhos

    das montagens e circuitos;

    c) o procedimento experimental propriamente dito, onde se descreve como as medidas foram realizadas.

    5. Resultados de medidas, clculos e anlise Aqui devem constar:

    a) os dados experimentais obtidos, utilizando-se de tabelas sempre que os dados sejam do mesmo tipo;

    b) os clculos das grandezas que se deseja determinar (deixar bem claro o que foi medido e o que foi calculado e explicar as expresses utilizadas nos clculos);

    c) concluses parciais dos clculos.

    6. Discusso final e concluses Aqui deve-se discutir os resultados obtidos e o que possvel concluir disso.

    7. Apndices (geralmente desnecessrios)

    8. Referncias bibliogrficas

  • 3

    Cada um dos itens pode ser dividido em sub-itens, sempre que for conveniente,

    lembrando que qualquer diviso ou subdiviso deve ter ttulo.

    No caso em que o relatrio se refira a dois ou mais experimentos, mesmo que

    relacionados, a descrio experimental, os resultados de medidas e os clculos de um

    mesmo experimento nunca devem estar separados.

    2. Regras Gerais para o Relatrio

    Abaixo so resumidas as regras bsicas e tambm algumas sugestes a respeito do

    relatrio:

    1) Tudo no relatrio deve ser perfeitamente legvel e escrito em portugus correto, com verbos em tempo passado ou presente.

    2) O relatrio deve ser apresentado em papel de tamanho normal (preferencialmente A4).

    3) Organizar o relatrio em divises e subdivises adequadas, com ttulos, que facilitem a leitura.

    4) Dados obtidos, clculos e resultados finais para um determinado assunto nunca devem estar separados.

    5) Evitar descries, comentrios ou detalhes irrelevantes, suprfluos ou bvios que em nada contribuem para se entender a experincia ou a anlise feita.

    6) Resultados de medies ou clculos que sejam similares e repetitivos devem ser apresentados usando tabelas.

    7) Figuras, tabelas e grficos devem ser numerados e ter legendas explicativas, mesmo que sejam explicados no texto.

    8) Figuras, tabelas e grficos devem ser apresentados nas mesmas pginas em que so citados ou junto s mesmas.

    9) Uma tabela deve ser organizada da forma a ser mais abrangente possvel. Isto , sempre que possvel, deve-se ter todos os resultados correlacionados, numa

    mesma tabela, reduzindo-se o nmero de tabelas ao mnimo, sem omisso de

    dados ou informaes.

    10) Um grfico tambm deve ser organizado de forma a ser o mais abrangente possvel, quando houver interesse em comparar diferentes resultados

    experimentais. Assim, o nmero de grficos deve ser reduzido ao mnimo

    possvel, sem omisso de resultados.

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    1 EXPERINCIA

    1. Ttulo

    Experimentos Bsicos com Circuitos Eltricos em C.C. - Parte I

    2. Objetivos

    Identificar os valores numricos dos resistores atravs do cdigo de cores e comparar com o resultado experimental.

    Familiarizar-se com o uso e funcionamento do multmetro e do proto-board.

    Trabalhar com alguns circuitos eltricos simples e realizar medidas de corrente, tenso e resistncia.

    Realizar