Pesquisa em Engenharia

CIÊNCIA E TECNOLOGIA A ciência procura descobrir leis e explicações que possam desvendar os fenômenos da natureza. A tecnologia, através dos conhecimentos científicos, procura obter instrumentos, processos e sistemas para linhas de ação com valores práticos. Ciência e Tecnologia se preocupam em obter soluções para problemas, utilizando procedimentos semelhantes de trabalho. O estudante de Engenharia tem uma importante contribuição para com o desenvolvimento da ciência e da tecnologia através de uma formação profissional consistente, de uma conscientização das necessidades da sociedade e de visão real de futuro para a humanidade. 2

MÉTODO DE PESQUISA Numa pesquisa estão sempre dois tipos de conhecimentos: -Conhecimento sensível _ absorção -Conhecimento Intelectual _ processamento das informações e reflexões necessárias O espírito científico deve ser um espírito crítico, inovador e isento de preconceitos. Método: palavra grega: META = ao longo de ; ODOS = caminho,via MÉTODO = caminho ao longo do qual Aplicação de um plano de ação Reflexão e criatividade do pesquisador são insubstituíveis 3

O Processo de Pesquisa Descobrir o Problema Explicação Explicação Procura conhecimento relevante Tentativa de Solução Coloca Problema Precisamente Satisfatória Inútil Novas Idéias/Dados Tentativa de Solução Prova de Solução Satisfatória Não Satisfatória

O Método... forma pela qual alcançamos um objetivo... em outras palavras, um conjunto de processos para conhecer uma realidade, produzir um objeto ou desenvolver certos comportamentos. Nem sempre um problema é resolvido ordenadamente... Mas o método serve para que a solução seja compreensível por todos!

O Método nos permite corroborar as nossas hipóteses... Mas, o que são hipóteses mesmo? Como eu monto uma???

O processo de prova... Esquematicamente.

Um parêntese... A Hipótese Científica Independente do Método utilizado queremos... Provar nossas hipóteses Gerar modelos científicos Uma HC é Um conjunto de argumentos e/ou explicações sobre um determinado fenômeno, que ainda não foi corroborado pela experimentação, objetivando um modelo científico

Modelo científico Um modelo científico é uma idealização simplificada de um sistema que possui maior complexidade, mas que ainda assim supostamente reproduz na sua essência o comportamento do sistema complexo que é o alvo de estudo e entendimento. Dessa forma, também pode ser definido como o resultado do processo de produzir uma representação abstrata, conceitual, gráfica ou de fenômenos, sistemas ou processos com o propósito de analisar, descrever, explicar, simular - em geral, explorar, controlar e predizer estes fenômenos ou processos. Considera-se que a criação de um modelo é uma parte essencial de qualquer atividade científica.

Modelo científico Padrão Experimental: Y = grandeza dependente X = grandeza independente K = constante α = indica o grau da função

Exercício Determine Y, K,X e α para os modelos abaixo: A) MRU B) Sistema massa-mola C) Período do pêndulo Simples D) Queda Livre

Grandezas Físicas Define-se grandeza como tudo aquilo que pode ser comparado com um padrão por meio de uma medição. Exemplo: Este corpo tem várias propriedades VELOCIDADE MASSA VOLUME TEMPERATURA Medir uma grandeza é comparar uma de suas propriedades com uma referência (ex: palmo, passo, contagem mental, cm, hora, graus, kilograma).

Classificação Grandezas escalares: são caracterizadas por um número real, Grandezas Físicas positivo ou negativo, acompanhado de uma unidade de medida. Exemplos: a massa de um corpo é 3 kg; o volume de um cubo é de 20 cm 3.

Classificação Grandezas vetoriais: são caracterizadas por um número real denominado módulo ou intensidade, acompanhado de uma unidade de medida, uma direção e um sentido.

Classificação GRANDEZA FUNDAMENTAL: grandeza primitiva. Exemplos: comprimento, massa, tempo, temperatura, etc. GRANDEZA DERIVADA: grandeza definida por relações entre as grandezas fundamentais. Exemplos: velocidade, aceleração, força, trabalho, etc.

GRANDEZAS FUNDAMENTAIS DA MECÂNICA São admitidas como independentes entre si COMPRIMENTO MASSA TEMPO GRANDEZAS DERIVADAS Definidas em função das grandezas de base com as quais se relacionam pela equação de definição Há diversas grandezas derivadas Exemplo de grandeza derivada: Força F ma As unidades derivadas são obtidas por multiplicação e divisão das unidades de base

EXPRESSÃO DE UMA GRANDEZA UNIDADE - grandeza da mesma espécie que a grandeza que se pretende exprimir, tomada como padrão de referência Exemplo: o metro para o comprimento VALOR NUMÉRICO - número de vezes que o padrão está contido na grandeza considerada v 10 m/s Assim, para expressar uma grandeza é necessário Definir um sistema de unidades Usar um método de medição (para obter o valor numérico) Grandeza Física = (valor numérico) X (unidade de medida)

ORDEM DE GRANDEZA A ordem de grandeza de um número é a potência de 10 mais próxima desse número Exemplo A ordem de grandeza de 82 é 10 2, pois 8.2 x 10 está próximo de 100 A ordem de grandeza de 0.00022 = 2.2 x 10-4 é 10-4 ALGUMAS ORDENS DE GRANDEZA DE DISTÂNCIA, TEMPO E MASSA Distância (em metros) Tempo (em segundos) Massa (em quilogramas) Raio do próton: 10-15 Tempo para a luz percorrer 1 m: 10-9 Elétron: 10-30 Raio de um átomo: 10-10 Batida do coração humano: 10 0 Próton: 10-27 Raio de um vírus: 10-7 Hora: 10 3 Hemoglobina: 10-22 Altura de um homem: 10 0 Dia: 10 4 Gota de chuva: 10-6 Montanha mais alta: 10 4 Ano: 10 7 Formiga: 10-2 Raio da Terra: 10 7 Vida humana: 10 9 Ser humano: 10 2 Distância da Terra ao Sol: 10 11 Idade da Terra: 10 16 Terra: 10 24 Distância à estrela mais próxima: 10 16 Idade do Universo: 10 16 Sol: 10 30

EXEMPLOS DE GRANDEZAS DERIVADAS NO SI UNIDADES DERIVADAS COM NOMES ESPECIAIS NO SI

UNIDADES FORA DO SI COMPARAÇÃO DO SI COM OUTROS SISTEMAS

NOMES DOS MÚLTIPLOS E SUBMÚLTIPLOS DO SI

Exemplos: a) 0,000 000 000 1 m = 1. 10-10 a vírgula foi deslocada 10 casas para a direita, tornando o expoente negativo. b) 6.400.000 m = 6,4.10 6, a vírgula foi deslocada 6 casas para a esquerda tornando o expoente positivo.

Razão Razão: é a divisão ou relação entre duas grandezas. Exemplo: Se numa classe tivermos 40 meninos e 30 meninas, qual a razão entre o número de meninos e o número de meninas?

Razão inversa: é o inverso da razão, assim:

Proporção: é a igualdade entre razões. Exemplo: meu carro faz 13km por litro de combustível, então para 26km preciso de 2L, para 39km preciso de 3L e assim por diante.

Grandezas diretamente proporcionais Duas grandezas variáveis dependentes são diretamente proporcionais quando a razão entre os valores da 1ª grandeza é igual a razão entre os valores correspondentes da 2ª

Grandezas inversamente proporcionais Duas grandezas variáveis dependentes são inversamente proporcionais quando a razão entre os valores da 1ª grandeza é igual ao inverso da razão entre os valores correspondentes da 2ª. Um ciclista faz um treino para a prova de "1000 metros contra o relógio", mantendo em cada volta uma velocidade constante e obtendo, assim, um tempo correspondente, conforme a tabela abaixo

Grandezas diretamente proporcionais Grandezas inversamente proporcionais P k P Q k Q

Confecção de gráficos Gráficos são figuras que permitem exprimir o comportamento entre duas grandezas. Todo gráfico é composto dos seguintes itens: 1. Título e legenda do gráfico; 2. Eixos das variáveis com os nomes das variáveis, escalas e unidades; 3. Dados experimentais e incertezas; 4. Curvas médias

Confecção de gráficos

Eixos, escalas e unidades Os eixos de um gráfico devem ser explicitamente desenhados. Cada um dos eixos deve conter o nome (ou símbolo) da variável representada, a escala de leitura e a unidade correspondente. A escolha da escala utilizada deve ser tal que represente bem o intervalo medido para a variável correspondente. A regra prática para definir a escala a ser utilizada consiste em dividir a faixa de variação da variável a ser graficada pelo número de divisões principais disponíveis. Toma-se, então, um arredondamento para um valor superior e de fácil leitura. Esses valores são, em geral, 1, 2, 5 ou múltiplos/sub-múltiplos de 10 desses valores (10; 20; 500; 0,5; etc.)

Eixos Formas CORRETAS

Eixos Formas INCORRETAS

4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 t(x10-2 s)

V(X10-1 m/s) 50 45 40 30 25 20 15 10 5 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 t(x10-2 s)

Gráfico Velocidade x Tempo V(X10-1 m/s) 50 45 40 30 25 20 15 10 5 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 t(x10-2 s)

4,5 4 3,5 3 2,5 2 Série1 1,5 1 0,5 0 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4