Plano de Ensino

Universidade Federal de Santa Catarina

Centro de Ciências Físicas e Matemáticas

Departamento de Física

 

Plano de Ensino

1) Dados Gerais:

 

Nome da Disciplina: FÍSICA COMPUTACIONAL

Código da Disciplina: FSC 5705

Horas-Aula: 72 ha (4 ha/semana)

Pré-requisito: INE 5101 - Introdução à Ciência da Computação
Ano/Semestre: 2013-1

Professor: Reinaldo Haas

 

2) Ementa

Introdução a ferramentas computacionais em física: editoração e processamento de textos científicos, programas de confecção de gráficos, bibliotecas livres, programas de manipulação algébrica e linguagens de programação. Resolução de problemas físicos utilizando métodos computacionais.

 3) Objetivos

 

Apresentar e instrumentalizar os alunos para utilizar ferramentas e técnicas na realização de modelagem de sistemas físicos utilizando computadores, cálculos numéricos em física, confecção de gráficos e editoração de textos didáticos e técnico-científicos.

 

4) Programa

  1. Resolução de problemas físicos utilizando métodos computacionais e linguagens de programação
    1. Modelagem matemática de situações físicas
    2. Expressão do modelo matemático em linguagem algorítmica
    3. Implementação do algoritmo em alguma linguagem de programação tal como Pascal, C, C++, Fortran, JavaScript, Maple, Octave, etc., com liberdade de escolha para professor e alunos.
    4. Estratégias de entrada e saída de dados
  2. Bibliotecas de rotinas de cálculo numérico
    1. Técnicas de incorporação de rotinas de cálculo numérico disponíveis em bibliotecas tais como Numerical Recipes, ROOT etc. a programas desenvolvidos pelo usuário
    2. Uso de rotinas numéricas que implementam métodos tais como os listados abaixo na solução de problemas físicos:
      1. Eliminação de Gauss-Jordan para solução de sistemas lineares
      2. Interpolação em uma ou duas dimensões
      3. Integração de funções
      4. Números aleatórios
      5. Ordenamento de dados
      6. Raízes de equações
      7. Ajuste de funções a dados experimentais (reta por mínimos quadrados)
      8. Integração de equações diferenciais (Runge-Kutta)
      9. Etc.
  3. Elaboração de gráficos utilizando programas tais como Excel, Origin, Maple, Xmgrace, ROOT etc.
    1. Elaboração de gráficos a partir de dados
    2. Elaboração de gráficos a partir de funções
    3. Gráficos lineares e logarítmicos
    4. Histogramas e distribuições
    5. Gráficos de funções de duas variáveis
  4. Editoração e processamento de textos técnicos e científicos
    1. Estrutura e formatação de documentos científicos: texto, tabelas, gráficos, figuras, legendas, fórmulas, variáveis, caracteres especiais etc.
    2. Apresentação e comparação de editores e processadores de documentos tais como MS-Word, LaTeX, HTML etc.

 

 

5) Bibliografia

 

  1. D. Halliday, R. Resnick e K. Krane, "Física", Vols. 1,2,3,4, LTC Editora, 1996.
  2. Press, W. H., Teukolsky, S. A., Vetterling., W. T., Flannery, B. P., Numerical Recipes in C: The art of scientific computing (2nd. Ed.), Cambridge University Press, Cambridge, 1992.
  3. Scherer, C., "Métodos Computacionais da Física", Livraria da Física, São Paulo, 2005.
  4. Manuais, livros e tutoriais das linguagens e aplicativos utilizados no curso.

 

6) Metodologia

 

A disciplina será ministrada fazendo uso de aulas expositivas convencionais, aulas expositivas com projetor multimídia (data-show) e aulas práticas em laboratório de informática, se disponível e funcional. Além de exercícios de fixação dos conteúdos, os alunos deverão desenvolver projetos computacionais em modelagem de sistemas físicos.

 

7) Sistema de avaliação

 

A média final será constituída por três item diferente com igual peso, como mostra a tabela a continuação

 

Item

Porcentagem da nota final

Listas de exercicios

40%

Trabalho de conclusão de disciplina

50%

Atitude-  Presença

10%

 

 

O Trabalho de conclusão de disciplina  envolveria um breve "seminário" em que o estudante terá que explicar para seu pares como resolveu o problema em questão. Incluindo um artigo cientifico com o desenvolvimento das equações o método de solução e um pequeno tutorial, com no mínimo 10 laudas + programas em anexos.

 

Última atualização: Thursday, 12 Sep 2013, 20:11