plano de ensino de FE2 para computação by Marisa Cavalcante

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE SÃO PAULO Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Faculdade de Matemática, Física e Tecnologia

PLANO DE ENSINO DE DISCIPLINA CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO 1º/2012 Disciplina Código :

Física Experimental 2

Carga Horária Semanal : Carga Horária Semestral:

04 aulas

Coordenadora:

Profa. Marisa Almeida Cavalcante

08571 68 horas

OBJETIVOS GERAIS: Adquirir conceitos básicos de tecnologia digital; desenvolver capacidade crítica de observação de processos físicos e sua interligação com a área de ciência da computação; compreender os princípios básicos envolvidos na conversão analógico-digital de sinais. ESPECÍFICOS: Aprender os princípios de funcionamento dos osciloscópios analógico e digital e aprender a manuseá-los para medidas de grandezas físicas; aprender noções básicas de conversores analógico-digitais; estudar algumas aplicações de circuitos lógicos.

PROCEDIMENTOS DE ENSINO O curso será desenvolvido principalmente por meio de: 

aulas expositivas;



atividades experimentais em laboratório;



entrega de relatórios sobre o trabalho experimental;



resolução de listas de exercícios em classe e extra-classe;



estudo de bibliografia específica.



Alem disso os alunos desenvolverão projetos envolvendo o micro-controlador Arduino

RECURSOS NECESSÁRIOS Laboratórios de física com as respectivas montagens experimentais. Materiais para demonstração. Sala de aula com recursos audio-visuais. Acervo da biblioteca para pesquisa e estudo.

Rua Marquês de Paranaguá, 111 – Consolação – São Paulo – SP – 01303-050 – tel (55-11) 3124.7212 – fax (55-11) 3124.7213 http://www.pucsp.br/cce – e-mail: secexatast@pucsp.br

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INSTRUMENTOS E CRITÉRIOS DE AVALIAÇÃO A média final será calculada segundo os critérios Computação:

aprovados para o curso de

MF = {[ (N1+ N2)/2] x (0.8+0.04 A)} , N1 = (2 P1 + A1)/3 (média parcial do 1o. bim) ; P1 = prova P1 (1o. bim) ; aluno

Ciência da

onde:

N2 = (2 P2 + A2)/3 (média parcial do 2o. bim)

P2 = Nota atribuida ao projeto-discriminando a participação de cada

A = média das atividades do 1o. bim; A2 = média das atividades do 2o. bim A = ( A1 + A2)/2 = média das atividades Será aprovado o aluno que obtiver média final igual ou superior a 5.0 e freqüência mínima de 75%, considerando 17 semanas letivas. As provas referentes à parte experimental serão realizadas na bancada do laboratório, individualmente. A prova substitutiva PS substituirá a menor nota entre P1 e P2 e abrangerá toda a matéria do semestre. Observações importantes: A média de atividades, para cada bimestre, será calculada considerando-se: 

as notas dos relatórios (individual e/ou em grupo) referente às experiências. [Não serão aceitos relatórios de alunos que não comparecerem às aulas de laboratório.];



as notas referentes à resolução das listas de exercícios (individuais e/ou em grupo);



as notas relacionadas à pesquisa sobre temas de especial relevância aplicados à área de computação.

Para o cálculo da média, será descartada a menor nota entre as atividades acima. O professor, sempre que julgar necessário, poderá examinar o aluno individualmente em relação aos procedimentos adotados em laboratório, atribuindo-lhe nota individual que será somada à do relatório.

EMENTA Estudar os princípios e aplicações de circuitos de corrente alternada. Noções básicas de circuitos lógicos.

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CONTEÚDO PROGRAMÁTICO TEORIA 1. Natureza dos Campos Eletricos e Campo Magneticos. Equaçoes de Mawell. Movimento de partículas carregadas em campos elétrico e magnético aplicação: o tubo de raios catódicos (TRC) 2. Noções sobre conversores analógico-digitais 3. Circuitos de corrente alternada: período, frequência, fase, amplitude, comprimento de onda 4. Circuitos de corrente alternada aplicação: filtro RC 5. Propagação de ondas eletromagnéticas e transmissão de informação 6. Circuitos lógicos LABORATÓRIO Introdução ao uso do Arduino Introdução ao uso do osciloscópio digital medidas de tensões CC e CA Circuitos de Corrente Alternada Aplicacão 1 : frequência, comprimento de onda, tensão efetiva (osciloscópio digital) Aplicação 2: cálculo de defasagens usando figuras de Lissajous - (osciloscópio digital) Filtro RC e Filtro RLC Estudo de transistores como "chave" Circuitos lógicos Portas lógicas

BIBLIOGRAFIA Básica Halliday, Resnick, Walker, Fundamentos de Física - Eletromagnetismo, LTC, 7a. ed., 2007 Sears e Zemansky, Young & Freedman, Física III, Pearson/Addison Wesley, 10 a. ed., 2004 Torres, G., Fundamentos de Eletrônica, Axcel Books do Brasil, 2002 Complementar http://fisicacomputacaopucsp.blogspot.com/ - Blog da disciplina em que todo o material será disponibilizado, tais como; apresentaçoes, vídeos, simuladores, roteiros, etc.. G.R.E.F., Física III - Eletromagnetismo, EDUSP, 3a. ed.,1998 Tooley, M., Electronic Circuits Student Handbook, Butterworth-Heinemann, 1995 Rua Marquês de Paranaguá, 111 – Consolação – São Paulo – SP – 01303-050 – tel (55-11) 3124.7212 – fax (55-11) 3124.7213 http://www.pucsp.br/cce – e-mail: secexatast@pucsp.br

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Fishbane, Gasiorowicz, Thornton, Physics for Scientists and Enginneers, Prentice Hall, 2 a. ed. extended, 1996 Benson, H., University Physics, John Wiley & Sons, revised ed., 1996 http://labduino.blogspot.com/: Blog uso do Arduino no Ensino de Ciencias http://arduino.cc/ : Site do Arduino http://processing.org/: Site da linguagem de programação gráfica Processing

CRONOGRAMA

Dia

Tópicos

07/02

Apresentação do programa e definição de projetos com o Arduíno. Criação dos blogs de cada equipe para acompanhamento do projeto

08/02

---

14/02

15/02

20/02

Carnaval

21/02

Carnaval

28/02

29/02

Oficina Arduino - Oficina em que os alunos puderam trazer suas montagens e duvidas tanto nas montagens físicas quanto na elaboração dos softwares, pois havia a presença de professores do curso de Ciência da Computação Definindo campo elétrico downloads dos roteiros disponivel em http://fisicacomputacaopucsp.blogspot.com/p/roteiros-downloads.html Roteiro R5 Definindo campo magnetico. Lei de Faraday e Lei de Lenz com simuladores http://fisicacomputacaopucsp.blogspot.com/p/roteirosdownloads.html - Roteiro R6

Queda de um imã através da entrada de microfone. Lei de Lenz e Lei de Faraday http://fisicacomputacaopucsp.blogspot.com/p/roteiros-

06/03

07/03 13/03

atividade

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downloads.html - Roteiro R7 14/03

Raios Catódicos e a descoberta do elétron: Demonstração experimental e uso de simuladores – Experimento de Lenard

Simulador disponível em http://fisicacomputacaopucsp.blogspot.com/2010/02/simulacao-desviode-particulas.html Roteiro R4 desenvolvido disponível em http://fisicacomputacaopucsp.blogspot.com/p/roteiros-downloads.html 20/03

Congresso

21/03

Congresso

14/03

Raios Catódicos e a descoberta do elétron: Experimento Real

Roteiro R5 desenvolvido disponível em http://fisicacomputacaopucsp.blogspot.com/p/roteiros-downloads.html 26/03

Apresentação Inicial do projeto

Projetos

27/03

Medida de tensão e freqüência de sinais usando o osciloscópio digital roteiro R6 disponível em – Introdução ao uso de osciloscópio http://fisicacomputacaopucsp.blogspot.com/p/roteiros-downloads.html

02/04

Introdução a Corrente Alternada – Noções sobre fasores definição de freqüência e amplitude de um sinal AC – Utilização de simuladores e observação de sinais no osciloscópio digital

Roteiro R7 desenvolvido disponível em http://fisicacomputacaopucsp.blogspot.com/p/roteiros-downloads.html 03/04

Exercícios sobre Fasores – determinação da equação de fasores e determinação de fases iniciais

---

09/04

Medida de tensão com o osciloscópio - Tensão eficaz – Definição e construção do gráfico Vpp versus Tensão eficaz (VRMS) –

Roteiro 8 desenvolvido disponível em http://fisicacomputacaopucsp.blogspot.com/p/roteiros-downloads.html 10/04

Carga e descarga em capacitores usando o Arduino. Roteiro R9b disponível em http://fisicacomputacaopucsp.blogspot.com/p/roteirosdownloads.html

16/04

Carga e descarga em capacitores usando o Arduino. Roteiro R9b disponível em http://fisicacomputacaopucsp.blogspot.com/p/roteirosdownloads.html (continuação)

17/04

Revisão para a prova P1 - Resolução lista de exercícios Lista de exercícios resolvida nesta aula disponível em http://fisicacomputacaopucsp.blogspot.com/p/roteiros-downloads.html

23/04

Prova P1

24/04

Filtro passa-alta e passa baixa com circuito RC serie . Estudo da reatância capacitiva e sua dependência com a freqüência. Equações fasoriais dos sinais em cada componente. Roteiro R10 disponível em http://fisicacomputacaopucsp.blogspot.com/p/roteiros-downloads.html

30/04

Recesso acadêmico

R10

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01/05

Recesso acadêmico

08/05

Correção P1 - Continuação- Filtro passa-alta e passa baixa com circuito RC serie . Estudo da reatância capacitiva e sua dependência com a freqüência. Equações fasoriais dos sinais em cada componente. Roteiro R10 disponível em http://fisicacomputacaopucsp.blogspot.com/p/roteirosdownloads.html

R10

09/05

Estudo da reatância indutiva e sua dependência com a freqüência. Equações fasoriais de cada componente. Roteiro R11 disponível em http://fisicacomputacaopucsp.blogspot.com/p/roteiros-downloads.html

R11

15/05

Determinação da Impedância em circuitos AC. Roteiro R12 disponível em http://fisicacomputacaopucsp.blogspot.com/p/roteiros-downloads.html

R12

16/05

Estudo de circuitos RLC serie e ressonância http://fisicacomputacaopucsp.blogspot.com/p/roteiros-downloads.html

R13

22/05

Apresentação dos projetos - Etapa intermediária.

23/05

Familiarização com a placa didática com protoboard. Introdução a portas lógicas observação de sinais de entrada e saída com osciloscópio digital . Obtenção a equação booleana para cada porta lógica (NOT, AND, OR, NAND E NOR)

Projeto R14

Roteiro R14 disponível em http://fisicacomputacaopucsp.blogspot.com/p/roteiros-downloads.html 29/05

Termino do roteiro R14

30/05

Estudo de fototransitores e verificação do código de controles remoto. Construção de um alarme ótico utilizando Portas Lógicas. Roteiro R15 disponível em http://fisicacomputacaopucsp.blogspot.com/p/roteirosdownloads.html

R15

04/06

Determinação do tempo de propagação em portas lógicas e

R16

Roteiro desenvolvido R16 disponível em http://fisicacomputacaopucsp.blogspot.com/p/roteiros-downloads.html 05/06

Entrega dos artigos e pôsteres do projeto

11/06

Apresentação Final dos projetos - Prova P2

Projeto

12/06

Apresentação Final dos projetos – Prova P2

Projeto

18/06 Prova PS 19/06 Correção da PS 25/06 Fechamento de Notas e entrega de pendências 26/06 Fechamento do semestre

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