Hoje na Aula

Geodésia

Resumo

Sistemas de Navegação

São sistemas de posicionamento geodésico por satélite. O primeiro sistema de posicionamento por satélite foi o TRANSIT.

NNSS/TRANSIT

- Lançado em 1964 com 8 satélites a 1.100 km e não provia cobertura global. 

- Em 1967 foi liberado para uso civil.

- Muito usado até meados da década de 80.

- Pouco preciso por causa de um lapso de tempo entre as passagens sucessivas de satélites para um mesmo ponto na Terra;

- Desativado em 1996.

GNSS (Global Navigation Satellite Systems)
- Termo que se refere a todos os sistemas de navegação por satélite.

- Existem dois sistemas operacionais o GPS (Norte-americano) e o GLONASS (Russo).

Encontram-se, ainda em desenvolvimento outros dois sistemas o Galileo (Europeu) e o Compass Navigation Satellite System (Chinês).

GPS

Vantagens

 



Objetivos do Sistema GPS

-Fornecer as coordenadas tridimensionais de pontos no terreno, bem como a velocidade e direção do deslocamento entre  pontos;

- Auxiliar nas atividades de navegação;

- Auxiliar na realização de levantamentos geodésicos e topográficos;

Sistema GPS

Identificação de pontos

- Para identificação da posição de pontos, o sistema GPS utiliza-se das coordenadas dos seus satélites referenciadas a um sistema geodésico, o mesmo utilizado pelo receptor GPS para processar os dados recebidos e determinar as coordenadas dos pontos de interesse.

Precisão

A precisão depende de algumas variáveis:
- Tempo de medição
"Quanto maior o tempo menor o erro. Quanto menor o erro maior a precisão";
- Tipo de receptor GPS;
- Posicionamento dos satélites;
- Técnica utilizada
"Estática ou Cinemática".

Características do Sistema GPS
Sistema Espacial: satélites GPS
Sistema de Controle: estações de terreno localizadas em torno da Terra.
Sistema de Usuário: receptores e seus usuários.

Segmento Espacial

- Satélites GPS;

- Tem função de gerar e transmitir os sinais GPS;

- 24 satelites em 6 planos orbitais com aproximadamente 2.000 km;

- Os planos orbitais estão inclinados a 55º em relação ao equador;

- Periodo orbital de aproximadamente 12 horas;

- 4 satélites visiveis a qualquer hora do dia.

Segmento de controle

- Estações de controles distribuídas em torno da Terra;

- Fazer o monitoramento e controle contínuo dos satélites;

- Prever a posição dos satélites em cada instante de tempo e calcular as correções dos respectivos relógios;

- Corrigir e avaliar todo o sistema;

- Manter o relógio dos satélites sincronizados.

As estações de campo consistem numa rede de antenas de rastreamento dos satélites GPS com a finalidade de ajustar os tempos de passagem dos satélites, controlando os erros dos relógios, permitindo, assim, os cálculos para as correções destes relógios, sincronizando-os à marcação de tempo da estação mestra.

Segmento de Usuário

O segmento dos usuários está associado às aplicações do sistema.

- Refere-se a tudo que se relaciona com a comunidade usuária;

- Os diversos tipos de receptores e os métodos de posicionamento utilizados.

Os receptores GPS coletam dados enviados pelos satélites, transformando-os em coordenadas, distâncias, tempo, deslocamento e velocidade, através de processamento em tempo real ou pós-processados.

Funcionamento do Sistema

Cada satélite do sistema emite sinais de rádio de forma muito precisa, simultânea e ininterrupta e com isso pode fornecer o posicionamento preciso do usuário por meio de triangulação.

- A posição da antena do receptor GPS, é uma característica importante, pois é a partir da posição da antena que identifica-se o ponto no terreno o qual terá suas coordenadas obtidas.

Serviços de Posicionamento

- SPS (Standard Positioning Service) – Serviço de posicionamento e tempo padrão disponível para qualquer usuário.

- PPS (Precise Positioning Service) - Serviço de posicionamento disponível para fins militares e usuários autorizados.

Códigos

- Código C/A – Código de Acesso Civil, utilizado para distinguir os sinais enviados pelos satélites no modo SPS (usado pela L1);

- Código P - Código reservado para aplicações militares e usuários autorizados (usado pela L1 e L2);

- Código AS – Utilizado para não permitir o acesso dos civis ao Código P;

- Código L2C – Código de Acesso Civil que melhora a performance dos receptores. Uso em áreas obstruídas (ambiente urbano, florestas) e na nova geração de celulares. Funcional a partir de 2011 (usado pela L2);

- Código L5C - Código de Acesso Restrito Militar usado pela onda portadora L5.

Fontes de Erros

-Códigos:

SA Selective Availability (Disponibilidade Seletiva): Implementado em 1990 com o objetivo de reduzir propositalmente a qualidade do sinal. Desabilitado em 2000.

- Satélites:

Órbita: erro das coordenadas dos satélites, propaga-se para a posição do usuário.

Relógio: diferença entre o relógio dos satélites e o tempo do receptor. Este erro pode ser eliminado pelo posicionamento diferencial.

- Propagação do Sinal:

Refração atmosférica: é responsável pela diminuição da potência da onda eletromagnética, exercida pelos elementos que constituem a atmosfera;

Multicaminhamento ou sinais refletidos: como o próprio nome diz, o receptor em determinados locais pode receber sinais refletidos de alvos vizinhos;

Rotação da Terra: decorre do deslocamento das coordenadas do satélite devido a rotação da Terra.

- Operação

Visibilidade dos satélites e localização do Ponto

Diluition of Precision – DOPs: Estes parâmetros indicam a precisão dos resultados a serem obtidos.

Técnicas de processamento

- Posicionamento por Ponto: utiliza apenas um receptor.

Posicionamento por ponto: utiliza um receptor GPS de uma frequência.

Posicionamento por ponto preciso: utiliza receptores de dupla frequência (mais precisos).

- Posicionamento Relativo: utiliza ao menos dois receptores.

Posicionamento Estático: Utilizam-se dois ou mais receptores fixos, ocupando simultaneamente as estações (base e móvel) e observando os mesmos satélites para a determinação de uma linha de base.

As estações são ocupadas por uma hora ou mais e proporciona grande precisão.

Posicionamento Cinemático: Utilizam-se no mínimo dois receptores, um mantido fixo (base) e os outros móveis permitindo determinar a posição do ponto de interesse durante o deslocamento dos receptores.

GLONASS (Global Navigation Satellite System)

- É um sistema de posicionamento geográfico similar ao GPS, baseado em uma concepção de 24 satélites, divididos em três órbitas de altitude média e inclinadas em relação ao equador terrestre. Este sistema pertence à Federação Russa. O primeiro satélite Glonass, lançado em 12 de outubro de 1982, tinha apenas objetivos militares. A versão do sistema para uso civil foi lançada em 1993.

GALILEO

- Sistema de Posicionamento Global por Satélite de uma cooperação entre a ESA (Agência Espacial Européia) e a União Européia. Concebido como um projeto civil, em oposição ao GPS e ao GLONASS que são de origem militar.

- A constelação Galileu será composta de 30 satélites, 20 estações terrestres e será considerada operacional com 27 satélites.

Compass Navigation Satellite System (CNSS) ou Beidou

- O primeiro sistema BeiDou-1 (Sistema Experimental de Navegação por Satélite) é composto por 3 satélites e tem cobertura e aplicações limitadas. Oferece serviços de navegação apenas para a China e regiões vizinhas, desde 2000.

- A segunda geração do sistema, conhecido como COMPASS ou BeiDou-2, que será um sistema de

navegação global

- O COMPASS já opera com cobertura na China desde dezembro de 2011, com 10 satélites. É planejado para oferecer serviços a clientes do leste asiático em 2012 e o sistema global deve ser concluído até 2020.

 

Fonte: Material dado em aula.

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Métodos de Pesquisa

Fundamentos da Metodologia Cientifica

Resumo

Capitulo 7

VARIÁVEIS

Conceito. As variáveis no "universo" da ciência. Variáveis independentes e dependentes. Variáveis moderadoras e de controle. Variáveis extrínsecas e componentes. Variáveis intervenientes e antecedentes.

CONCEITO

"variável é um conceito operacional, sendo que a recíproca não é verdadeira: nem todo conceito operacional constitui-se em variável. Para ser definida, a variável precisa conter valores" .

AS VARIÁVEIS NO "UNIVERSO" DA CIÊNCIA

Figurativamente o "universo" da ciência é constituído de três níveis: 

• 1º: Ocorrem as observações de fatos, fenômenos, comportamentos e atividades reais;
• 2ª: Encontramos as hipóteses; 
• 3º: Surgem as teorias, hipóteses válidas e sustentáveis.

As variáveis aparecem na passagem do 2º para o 1º nível

VARIÁVEIS INDEPENDENTES E DEPENDENTES

Conceito e diferenciação.

Variável independente (X) é aquela que influencia, determina ou afeta outra variável.

Variável dependente (Y) consiste naqueles valores (fenômenos, fatores) a serem explicados ou descobertos, em virtude de serem influenciados, determinados ou afetados pela variável independente

Ex: Se dermos uma pancada no tendão patelar do joelho dobrado de um indivíduo, sua perna esticar-se-á.

X = pancada dada no tendão patelar do joelho dobrado de um indivíduo;

y = o esticar da perna;

Fatores determinantes do sentido da relação causal entre variáveis independentes e dependentes.

Na questão fundamental de saber, numa relação, qual a variável independente (determinante) e qual a dependente (determinada), parece impor-se, pela lógica, o critério de suscetibilidade à influência, ou seja, seria dependente aquela variável capaz de ser alterada, influenciada ou determinada pela outra, que passaria, então, a ser considerada

a independente ou causal.

Dois fatores distintos encontram-se presentes na decisão a respeito do sentido de influência das variáveis:

• Ordem temporal.
  Partindo do princípio lógico de que o acontecido depois não pode ter tido influência no que ocorreu antes, a seqüência temporal apresenta-se universalmente importante: a variável anterior no tempo é a independente e a que se segue é a dependente.
• Fixidez ou alterabilidade das variáveis
  Existem algumas variáveis, muito utilizadas nas ciências biológicas e sociais, que são consideradas fixas ou não sujeitas à influência. Entre elas, sexo, raça, idade, ordem de nascimento, nacionalidade.

VARIÁVEIS MODERADORAS E DE CONTROLE

Variável moderadora - conceito e identificação

Variável moderadora (M) é um fator, fenômeno ou propriedade, que também é condição, causa, estímulo ou fator determinante para que ocorra determinado resultado, efeito ou conseqüência, situando-se, porém, em nível secundário no que respeita à variável independente (X), apresentando importância menor do que ela; é selecionado,

manipulado e medido pelo investigador, que se preocupa em descobrir se ela tem influência ou modifica a relação da variável independente com o fator ou fenômeno observado (variável dependente - Y).

Ex: 

X = número de treinos práticos;

Y = desempenho de habilidades;

M = sexo dos estudantes (que modifica a relação entre X e Y).

Variável de controle - conceito e aplicação

Variável de controle (C) é aquele fator, fenômeno ou propriedade que o investigador neutraliza ou anula propositadamente em uma pesquisa, com a finalidade de impedir que interfira na análise da relação entre as variáveis independente e dependente. A importância da variável de controle aparece na investigação de situações complexas, quando se sabe que um efeito não tem apenas uma causa, mas pode sofrer influências de vários fatores.

Ex:

C = idade (Cl ) e grau de inteligência (C2);

Y = número de treinos práticos;

Y = desempenho de habilidades.

VARIÁVEIS EXTRÍNSECAS E COMPONENTES

Variáveis extrínsecas e as "relações" espúrias

Um investigador que está interessado em verificar a relação entre duas variáveis, deve sempre se questionar se a suposta relação é real ou acidental. Quando a relação é acidental, diz-se que houve uma relação espúria. Na maioria dos casos, numa relação espúria, em vez de assimetria entre as variáveis, o que ocorre é uma relação simétrica. Em outras palavras, em vez de uma variável exercer influência sobre outra, elas são “indicadores alternativos do mesmo conceito, efeitos de uma causa comum, elementos de uma unidade funcional, partes ou manifestações de um sistema ou complexo comum, ou estão fortemente associadas”.

Ex:

Encontrou-se uma correlação entre a profundidade do sono e a espécie de humor que a pessoa tinha no dia seguinte. Entretanto, uma análise mais aprofundada revelou que o resultado era falso, pois a facilidade de sono é que era determinada pela espécie de humor com que o indivíduo ia para a cama, e que a má disposição permanecia de um dia para outro. Esquematicamente:

Em vez de "profundidade no sono" (X) - "tipo de humor no dia seguinte" (Y), o que havia era:

Para saber se houve ou não interpretação enganosa na relação entre variável independente e variável dependente, controla-se o fator de teste, isto é, uma terceira variável que, pela lógica, pode correlacionar-se tanto com a independente quanto com a dependente; se a relação entre as duas variáveis se desvanece, ela se deve à variável extrínseca (E), ou seja, o fator de teste escolhido.

Variáveis componentes e apresentação "em bloco"

As variáveis sociológicas (assim como as das demais ciências sociais) têm a característica de se apresentarem "em blocos", isto é, indivíduos, grupos, associações, regiões etc. podem ser caracterizados em termos de uma pluralidade de dimensões.

VARIÁVEIS INTERVENIENTES E ANTECEDENTES

Variáveis intervenientes

A variável interveniente (W) é aquela que, numa seqüência causal, se coloca entre a variável independente (X) e a dependente (Y), tendo como função ampliar, diminuir ou anular a influência de X sobre Y. É, portanto, encarada como conseqüência da variável independente e determinante da variável dependente.

Para afirmar que uma variável é interveniente, requer-se a presença de três relações assimétricas:

• A relação original, entre as variáveis independente e dependente (X - Y);
• Uma relação entre a variável independente e a variável interveniente (X - W), sendo que a variável interveniente atua como se fosse dependente (efeito da independente);
• Uma relação entre a variável interveniente e a variável dependente (W - Y),atuando a interveniente como independente (causa da dependente).

Ex:

Encontrando-se uma relação entre morar na área rural ou urbana e dar ênfase, na educação das crianças, ao elemento "obediência", é possível levantar a hipótese de que os habitantes do campo valorizam a obediência em virtude de o seu tipo de vida conferir importância aos valores tradicionais; o apego à tradição significa aceitação, sem críticas, das normas e regras sociais em vigor; a transmissão dessas normas e regras requer, por sua vez, que se dê ênfase à obediência, na educação dos filhos. Para que o tradicionalismo seja considerado variável interveniente, precisamos das três relações assimétricas acima descritas: 

• a) entre residência rural-urbana e ênfase na obediência; 
• b) entre residência rural-urbana e tradicionalismo; 
• c) entre tradicionalismo e ênfase na obediência. 

Encontrando-se essas relações assimétricas, a variável é interveniente e, se se exercer controle sobre ela (tradicionalismo), a relação original entre morar na área rural ou urbana e dar ênfase à obediência deve desaparecer.

Variáveis antecedentes

A variável antecedente (Z) tem por finalidade explicar a relação X - Y; coloca-se na cadeia causal antes da variável independente, indicando uma influência eficaz e verdadeira; não "afasta" a relação X - Y, mas esclarece as influências que precederam essa relação, conforme representação esquemática:

Para se afirmar que uma variável é antecedente, três requisitos estatísticos devem ser satisfeitos:

• As três variáveis, antecedente, independente e dependente, devem relacionar-se (Z -X - Y);
• Quando se exerce controle sobre a variável antecedente, não deve desaparecer a relação entre as variáveis independente e dependente;
• Quando se exerce controle sobre a variável independente, deve desaparecer a relação entre as variáveis antecedente e dependente.

Fonte: Fundamentos da Metodologia Cientifica.

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Métodos de Pesquisa

Fundamentos da Metodologia Cientifica

Resumo

Capitulo 6

HIPÓTESES

Conceito. Tema, problema e hipótese. Fontes de elaboração de hipóteses.

CONCEITO
Enunciado geral de relações entre fatos ou fenômenos

• Solução provisória para um problema;
• Caráter explicativo ou preditivo;
• Coerência externa:
  Compatível com o conhecimento científico;
• Coerência interna:
  Consistência lógica.

Tema, problema e hipótese

• Tema = assunto que se deseja provar ou desenvolver.
  Proposição mais abrangente, dificuldade sem solução a ser determinada com precisão
• Ex.: O perfil da mãe que deixa o filho recém-nascido para adoção.
• Problema = enunciar o que vai ser determinado com precisão.
  Indica exatamente qual a dificuldade que se pretende resolver
• Ex.: Quais condições exercem mais influência na decisão das mães em dar o filho recém-nascido para adoção?

Questões que devem ser formuladas para verificar a validade científica de um problema:

• Pode ser enunciado como pergunta?
• Corresponde a interesses metodológicos e de conteúdo?
• Tem característica científica, relacionando entre si ao menos dois fenômenos ou fatos?
• Pode ser investigado de forma sistemática, controlada e crítica?
• Suas conseqüências podem ser empiricamente verificadas?

PROBLEMA E HIPÓTESE

Formula-se o problema > propõe-se uma resposta provável e provisória = hipótese.

• Problema = interrogação sobre o tema.
  Ex.: Por quê se reprovam tantos alunos em Métodos de Pesquisa?
• Hipótese = resposta com detalhes.
  A matéria é “chata”; os alunos não estudam.

Problema - "Quais condições exercem mais influência na decisão das mães em dar o filho recém-nascido para adoção?" 

Hipótese - "As condições que representam fatores formadores de atitudes exercem maior influência na decisão das mães em dar o filho recém-nascido para adoção do que as condições que representam fatores biológicos e sócio-econômicos"

Formulação de hipóteses.

• Correlação entre duas variáveis.
  Se x, então y.
• Correlação entre duas ou mais variáveis.
  Se x, então y, sob as condições r e s;
  Se x1 e x2 e x3, então y.
• Muitas hipóteses podem ser convertidas em afirmações diretas em vez de condicionais.
  A água ferve a 100°C;
  Se a temperatura atingir 100°C, então a água ferverá;
• Se a temperatura atingir 100°C, então a água ferverá, na condição de altitude ao nível do mar.

A hipótese:

• Deve ser formalmente correta, com significado;
• Deve ser apoiada em conhecimento anterior.
  O tema e o problema vêm de lacunas do conhecimento existente = motivação p/ pesquisa.
• Tem de ser testada com dados empíricos.
  Controlados por técnicas e teorias científicas
• Hipótese não é ficção, nem deve se contrapor aos fatos.
  Hipóteses são criações mentais;
• Os fatos são exteriores, mundo real.

Importância das Hipóteses

• São instrumentos de trabalho da teoria.
  Esta gera novas hipóteses;
• Podem ser testadas como prováveis V ou F.
• Permitem o avanço da ciência .
• Dirigem a investigação.
  Indicam ao pesquisador o que investigar.
• São formulações relacionais gerais.
  Permitem a dedução de fatos.

Função das Hipóteses

• Dirigir o trabalho do cientista, constituindo-se em princípio de invenção e progresso, à medida que "auxilia de fato a imaginar os meios a aplicar e os métodos a utilizar" no prosseguimento da pesquisa e na tentativa de se chegar à certeza (hipótese preditiva ou ante-factum);
• Coordenar os fatos já conhecidos, ordenando os materiais acumulados pela observação. Aqui, a inexistência de uma hipótese levaria ao amontoamento de observações estéreis (hipótese preditiva ou explicativa, post-factum).

São necessárias quando:

• Tentamos resumir e generalizar os resultados de nossas investigações;
• Tentamos interpretar generalizações anteriores;
• Tentamos justificar, fundamentando, nossas opiniões;
• Planejamos um experimento ou uma investigação para a obtenção de mais dados;
• Pretendemos submeter uma "conjuntura" à comprovação.

Suas principais funções são:

• Generalizar uma experiência, quer resumindo, quer ampliando os dados empíricos disponíveis;
• Desencadear inferências, atuando como afirmações ou conjecturas iniciais sobre o "caráter", a "quantidade" ou as "relações" entre os dados;
• Servir de guia à investigação;
• Atuar na tarefa de interpretação (hipóteses explicativas) de um conjunto de dados ou de outras hipóteses;
• Funcionar como proteção de outras hipóteses.

Fontes de elaboração das hipóteses.

• Conhecimento familiar e senso comum.
  Verificar correlação entre fatos. Ex.: nuvens escuras significam chuva iminente.
• Observação.
  Hipóteses geram conceitos através do método indutivo. Em aprendizado, conceito ≡ hipótese.
• Comparação.
  Correlações entre variáveis continuam, ao comparar hipóteses antigas com as novas.
• Dedução lógica de uma teoria.
• Podem-se extrair hipóteses, por dedução lógica, do contexto de uma teoria, isto é, de suas proposições gerais é possível chegar a uma hipótese que afirma uma sucessão de eventos (fatos, fenômenos) ou a correlação entre eles, em determinado contexto.
• A cultura geral onde a ciência se desenvolve.
  Paradigmas ocidentais, Paradigmas orientais, Paradigmas indígenas.
• Analogias.
  Eng de tráfego e Eng. de Fluidos.
• Experiência Pessoal.
  Válida para formular hipóteses, mas visões pessoais devem se tornar universais através de fatos ferais, que é o espirito da ciência.
• Fatos destoantes na teoria.
  A teoria direciona as pesquisas. Teoria => hipóteses => problemas.
  Hipóteses novas são geradas por discrepâncias. Ex.: comportamento “dual” da luz, efeito fotoelétrico. 
  (Lembrar do método hipotético-dedutivo)

Fonte: Fundamentos da Metodologia Cientifica.

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Métodos de Pesquisa

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Resumo

Capitulo 5

Fatos, Leis e Teorias

Teoria e Fatos. Teoria e Leis.

TEORIA E FATOS

Senso Comum:

• Fato = Realidade;
• Teoria = Especulação.

Aspecto Científico:

• Fato = Observação empírica e sistemática;
• Teoria = Relação entre fatos.
  Ordenação Significativa:
• Conceitos;
• Classificações;
• Correlações;
• Generalizações;
• Princípios;
• Leis;
• Regras;
• Teoremas e axiomas.

Através disso conclui-se que:

• Teoria e fatos não são opostos.
  Inter-relacionados e indispensáveis à pesquisa.
• Teoria = princípios fundamentais.
  Instrumento científico apropriado para explicação dos fatos.
• Teoria e fato são interessantes ao cientista.
  Fatos levam à construção de teorias.
  Teoria guia a busca de fatos.
• Haveria vários fatos não sistematizados, não relacionados, sem forma, dispersos, sem interligação.

O papel da teoria em relação aos fatos

• Orientar os objetivos da ciência
  Delimitar guiando a extensão dos fatos a serem estudados
• Cada área do conhecimento focaliza certos aspectos dos dados.
• Para isto, a teoria atua:
  – Restringindo a amplitude dos fatos estudados em cada campo do conhecimento;
  – Definindo os principais aspectos de uma investigação

• Oferecer um sistema de conceitos
• A teoria conceitua e classifica fatos;
• Um fato não é uma observação ao acaso, mas insere-se em um referencial teórico conhecido;
• A ciência seleciona os fatos que deseja estudar, escolhendo alguns aspectos (não todos) do fenômeno;
• Esta seleção é guiada por definições conceituais, que relacionam as idéias generalizadas, abstraídas da percepção científica dos fenômenos
• A teoria tem as seguintes funções:
• Representar os fatos, emitindo sua verdadeira concepção
  Ex.: choveu, esfriou. A chuva é causada pelo abaixamento da temperatura nas camadas altas da atmosfera, que favorece a precipitação das gotículas que formam as nuvens.
• Fornecer um vocabulário científico (“jargão”)
  Impulso, momento, quântico, spin, calor, ...
• Expressar uma relação entre fatos estudados
  F=m.a, E=m.c²
• Classificando e sistematizando os conceitos
  Tabela periódica dos elementos químicos: devido à classificação realizada sobre conceitos como “massa atômica”, “camadas eletrônicas”, “ponto de fusão”, “tipo de ligação química”;
• Resumindo a explicação dos fenômenos
  Combustão: reação química que libera energia na forma de luz e calor e que se realiza mediante a presença de substâncias combustíveis (ex. Papel) e comburentes (ex. Oxigênio do ar)A teoria resume o

A teoria resume o conhecimento.

• Duas categorias de síntese do conhecimento
• Generalizações empíricas
  Exs. “toda madeira flutua em água”
• Sistemas de inter-relações
• Grandes generalizações
  Exs. Mecânicas newtoniana, relativista e quântica. Eletromagnetismo. Ligações químicas (física quântica + química)

A teoria prevê fatos.

• Por trás das generalizações empíricas, a teoria afirma que, nas condições X, Y, ..., tal fenômeno será observado.
  Ex: Dois movimentos de marés diários. Eclipses solares e lunares. Chuvas de verão.

A teoria indica vazios no conhecimento. 

A teoria serve para indicar os fatos e as relações que ainda não estão satisfatoriamente explicados e as áreas da realidade que demandam pesquisas

O fato inicia a teoria

Um fato novo, uma descoberta, pode provocar o início de uma nova teoria.

O fato reformula ou rejeita teorias

Os fatos podem provocar a rejeição ou a reformulação de teorias já existentes.

• Novos fatos mostram constantemente lacunas na teoria;
• Métodos hipotético-dedutivo, pelas tentativas de falseamento, provocam esta possibilidade
  Exs.: Geração de luz em gás rarefeito de mercúrio ou sódio. 
• Novas situações conduzem a observações melhores;
• Aspectos particulares, não previstos no processo de generalização, podem causar uma ampliação (até com correções) na teoria;
• Surgem hipóteses específicas;
• Novas técnicas de pesquisa podem forçar a mudança de foco da teoria e alterá-la.

Os fatos esclarecem os conceitos contidos na teoria

Os fatos redefinem e esclarecem a teoria previamente estabelecida, no sentido de que afirmam em pormenores o que a teoria afirma em termos bem mais gerais.

• Todo conceito ensinado em sala de aula é bem vindo se acompanhado de exemplos que representam os fatos (e de contra-exemplos que permitem a precisa delimitação do conceito).
• Assim, o conceito existente na mente do professor é transmitido ao aluno “com mais segurança”.

TEORIA E LEIS

• Teoria: meio para interpretar, criticar e unificar leis estabelecidas.
  Modificando estas leis para se adequarem a novos fatos;
  Descobrindo generalizações novas e mais amplas.
• Uma lei científica: Resume grande quantidade de fatos. Permite e prevê novos fatos. Descreve regularidades ou normas.
  Lei da queda dos corpos (Galileu);
  Lei das transmissões de pressão em um fluido (Pascal);
  Lei dos nós em circuitos (Kirchoff);
  Lei do salário mínimo (imposta);

Toda lei comporta uma regularidade e um enunciado.

A teoria é mais ampla que a lei

• Classe de fenômenos;
• Conjunto de leis empíricas.
• Ex.: a teoria da gravitação de Newton engloba a lei das órbitas planetárias de Kepler e a lei da queda livre dos corpos.
• Leis = enunciados de uma classe de fatos;
• Teorias estruturam e relacionam as leis;
• Teoria fornece um sistema de descrição;
• Teoria fornece um sistema de explicação geral;
• Teoria é uma abstração.

Correlação entre fenômenos, leis e teoria.

Fonte: Fundamentos da Metodologia Cientifica.

Hoje na Aula

Materiais Naturais e Artificiais

Lista de Exercícios 

Alvenaria na Construção Civil

1) Qual a definição de alvenaria?

Um conjunto coeso e rígido, de tijolos ou blocos (elementos de alvenaria) unidos entre si por argamassa.

2) Quais as características técnicas que as paredes utilizadas como elemento de vedação devem possuir?

Resistência mecânica, isolamento térmico e acústico, resistência ao fogo, estanqueidade, durabilidade.

3) Comente sobre algumas denominações de alvenarias?

Alvenaria ciclópica - executada com grandes blocos de pedras, trabalhadas ou não sem que haja, entretanto, uso de argamassa ou cimento para fixá-las;

Alvenaria insossa - executadas com pedras ou blocos cerâmicos, assentados sem argamassa, denominadas também de “alvenaria seca“; alvenaria com argamassa - executadas com argamassa de ligação entre os elementos, sendo também denominadas: 

Alvenaria hidráulica - executadas com argamassas mistas 1:4:8 (argamassa básica de cimento, cal e areia); 

Alvenaria ordinária - executadas com argamassas de cal 1:4 (argamassa de cal e areia).

Alvenaria de vedação - painéis executados com blocos, entre estruturas, com objetivo de fechamento das edificações.

Alvenaria de divisão - painéis executados com blocos ou elementos especiais (drywall – gesso acartonado), para divisão de ambientes, internamente, nas edificações.

4) Como é classificado os elementos de alvenaria e quais são os tipos colocando suas características (dimensão, resistência e etc)?

- Tijolo comum (maciço, caipira): São blocos de barro comum, moldados com arestas vivas e retilíneas, obtidos após a queima das peças em fornos contínuos ou periódicos com temperaturas das ordem de 900 a 1000°C.

Dimensões mais comuns: 21x10x5

Peso: 2,50kg

Resistência do tijolo: 20kgf/cm²

Quantidades por m²:

Parede de 1/2 tijolo: 77un

Parede de 1 tijolo: 148un

- Tijolo furado (baiano): Tijolo cerâmico vazado, moldados com arestas vivas retilíneas. São produzidos a partida cerâmica vermelha, tendo a sua conformação obtida através de extrusão.

Dimensões: 9x19x19cm

Quantidade por m²:

Parede de 1/2 tijolo: 22un

Parede de 1 tijolo: 42un

Peso ≅ 3,0kg

Resistência do tijolo ≅ 10kgf/cm²

Resistência da parede ≅ 45kgf/cm²

- Tijolo laminado (21 furos): Tijolo cerâmico utilizado para executar paredes de tijolos à vista. O processo de fabricação é semelhante ao do tijolo furado. 

Dimensões: 23x11x5,5cm 

Quantidade por m²: 

Parede de 1/2 tijolo: 70un 

Parede de 1 tijolo: 140un 

Peso aproximado ≅ 2,70kg 

Resistência do tijolo ≅ 35kgf/cm² 

Resistência da parede: 200 a 260kgf/cm² 

- Tijolos de solo cimento: Material obtido pela mistura de solo arenoso - 50 a 80% do próprio terreno onde se processa a construção, cimento Portland de 4 a 10%, e água, prensados mecanicamente ou manualmente. Assentados por argamassa mista de ou por meio de cola . Cimento, cal e areia no traço 1:2:8.

Dimensões: 20x10x4,5cm 

Quantidade: a mesma do tijolo maciço de barro cozido 

Resistência a compressão: 30kgf/cm²

Fonte: Material dado em aula.

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Materiais Naturais e Artificiais

Lista de Exercícios 

Madeira na Construção Civil

1) Como que a madeira é empregada na construção civil (temporária e definitiva)?

Forma temporária: na instalação do canteiro de obras, nos andaimes, nos escoramentos e nas fôrmas. 

Forma definitiva: é utilizada nas esquadrias, nas estruturas de cobertura, nos forros e nos pisos.

2) Quais são as principais vantagens e desvantagens?

Vantagens: Alta resistência mecânica (tração e compressão), baixa massa específica, boa elasticidade, baixa condutibilidade térmica, isolante elétrico e acústico, baixo custo, encontra-se em grande abundância, facilmente cortada nas dimensões exigidas, material natural de fácil obtenção e renovável, grande diversidade de tipos.

Desvantagens: higroscopiscidade (absorve e devolve umidade), combustibilidade, deterioração, retratilidade (alteração dimensional, de acordo com a umidade e a temperatura), anisotropia (estrutura fibrosa, propriedade direcional), limitação dimensional (tamanhos padronizados), heterogeneidade na estrutura.

3) O que são arvores endógenas, exógenas, gimnospermas e angiospermas?

Endógenas: Aquelas em que o desenvolvimento do caule se dá de dentro para fora como os bambus e as palmeiras. 

Exógenas: Aquelas em que o desenvolvimento do caule se dá de fora para dentro, com adição de novas camadas em forma de anel. Compreendem o grande grupo de árvores aproveitáveis para a produção de madeira para a construção e são classificadas como angiospermas e gimnospermas.

Gimnospermas: São arvores coníferas e resinosas, tendo as folhas em forma de agulhas e não fornecem frutos. Exemplo: Pinheiros, Araucárias, Pinhos.

Angiospermas: são arvores frondosas que podem possuir grandes diâmetros nos seus troncos, onde se encontra a lenha e representam 65% das espécies conhecidas. Exemplo: Cedro, Jatobá, Imbuia.

4) Como é a estrutura da madeira (partes)?

5) A madeira foi agrupada em 6 tipo para construção civil. Dê exemplo de cada grupo dizendo a aplicação e um tipo de arvore utilizado?

1- Construção civil pesada interna: Engloba as peças de madeira serrada na forma de vigas, caibros, pranchas e tábuas utilizadas em estruturas de cobertura. Arvore utilizada: peroba-rosa.

2- Construção civil leve externa e leve interna estrutural: Reúne as peças de madeira serrada na forma de tábuas e pontaletes empregados em usos temporários (andaimes, escoramento e fôrmas para concreto) e as ripas e caibros utilizadas em partes secundárias de estruturas de cobertura. Arvore utilizada: Araucária. 

3- Construção civil leve interna de utilidade geral: São os mesmos usos descritos na leve externa e leve interna estrutural , porém para madeiras não decorativas. Arvore utilizada: Cedrinho.

4- Construção civil leve, em esquadrias: Abrange as peças de madeira serrada e beneficiada, como portas, venezianas, caixilhos. Arvore utilizada: Araucária. 

5- Construção civil assoalhos domésticos: Compreende os diversos tipos de peças de madeira serrada e beneficiada como: tábuas corridas, tacos e tacões. Arvore utilizada: Angico-preto.

6- Construção civil leve interna decorativa: Abrange as peças de madeira serrada e beneficiada como: forros, painéis, lambris e guarnições, onde a madeira apresenta cor e desenhos considerados decorativos. Arvore utilizada: Angelim-pedra.

6) Quais são as principais propriedades físicas da madeira?

Umidade, retratilidade, massa específica, dilatação térmica, condutibilidade térmica, condutibilidade elétrica, dureza.

7) As propriedades mecânicas na madeira é uma característica muito importante na construção civil. Como são os esforços principais, exercidos no sentido das fibras, relacionadas com a coesão longitudinal e transversal do material?

Longitudinal:

Compressão: provoca a separação das fibras e ruptura por flambagem.

Tração: produz contrações transversais, aumentando a aderência das fibras. 

Flexão dinâmica ou resiliência: capacidade da madeira de resistir aos choques. 

Cisalhamento: esforço que provoca deslizamento de um plano sobre o outro. 

Transversal:

Compressão: esforço de compressão no sentido normal às fibras, após a fase das deformações elásticas, a madeira pode sofrer esmagamento.

Torção: tende a torcer um corpo em torno de um eixo.

Fendilhamento: esforço de tração aplicado na extremidade de uma peça a fim de descolar as fibras.

8) Explique:

Madeira laminada

Tábuas sobrepostas e coladas entre si, de maneira a compor peças com seções adequadas. As peças podem ser retas ou curvas, de qualquer largura e comprimento, de seção constante ou variável, produzidas, tratadas e prontas para o uso. Constituem vigas ou peças rígidas de madeira em estruturas pré-fabricadas, formando pórticos ou arcos para quaisquer vãos e flechas.

Madeira compensada

Diversas lâminas finas de madeira, coladas uma sobre as outras, de maneira que as fibras de uma lâmina se disponham perpendicularmente sobre as da outra lâmina. Restrição da retratibilidade, relativa isotropia de comportamento mecânico. Os compensados de três folhas são indicados apenas para serviços de marcenaria e revestimentos. Aplicados em móveis e formas para concreto.

Madeira aglomerada

Aglomeração de pequenos fragmentos de madeira, utilizando-se como aglomerante materiais minerais (cimento, gesso) ou resinas sintéticas. Reduzida retratibilidade, isolamento térmico e acústico e relativa resistência mecânica (dependendo da densidade). Podem ser utilizadas para a fabricação de móveis, esquadrias, pisos, divisórias, escadas, telhados.

OSB

(Chapas de partículas orientadas) 

Composta de três camadas de partículas com orientação alternada de 90°. Melhor comportamento à flexão e estabilidade dimensional. Mesmas aplicações dos aglomerados, além de formas e escoramentos, divisórias e tapumes.

MDF

(Média Densidade de Fibras) 

Chapas confeccionadas com fibras lignocelulósicas ligadas por adesivos sob determinadas condições de pressão e temperatura. Satisfatório desempenho à flexão, homogeneidade, estabilidade dimensional, trabalhabilidade. Aceita todo o tipo de acabamento. Utilizado como integrante de divisórias, forros e outros componentes da edificação.

Fonte: Material dado em aula.

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Materiais Naturais e Artificiais

Lista de Exercícios 

Metais na Construção Civil

1) Qual a definição de metais sob aspecto tecnológico e químico? 

Tecnológico: Pode ser definido como substancia química que existe como cristal, no estado sólido que possui uma estrutura cristalina definida, e são caracterizado pelas seguintes propriedades: alta dureza, grande resistência mecânica, elevada plasticidade (grandes deformações sem ruptura) e alta condutibilidade térmica e elétrica.

Químico: pode ser definido como elemento químico que tem grande tendência em doar elétrons da sua ultima camada, caracterizado por sua eletropositividade.

2) Porque os metais em aplicação estrutural são usados na forma de liga e não metal puro?

A utilização de ligas metálicas, amplia o campo de aplicações desses materiais. Ela é uma mistura, de aspecto metálico e homogêneo, de um ou mais metais entre si ou com outros elementos, sempre buscando obter propriedades mecânicas e tecnológicas melhores que as dos metais puros.

3) Em um ensaio de tração quais são as propriedades mecânicas que podem ser caracterizadas e analisadas?

Resistência à tração, elasticidade, plasticidade, ductilidade, dureza e tenacidade.

4) A tensão de escoamento é uma das propriedades mais importantes em um ensaio de tração, pois define o inicios da fase plástica. Como o equipamento determina essa tensão quando não nítido ?

Outra técnica para obter o limite de escoamento é através do uso de um extensômetro. Com isto determina-se o limite de escoamento tendo ocorrido uma deformação permanente de 0,2%.

Para encontrar o ponto, levanta-se a curva s x e através de um extensômetro e é traçada uma reta paralela à da região elástica. No ponto onde esta reta traçada encontra a curva tem-se o valor de tensão que corresponde à tensão de escoamento do material.

5) Quais são os metais não ferrosos mais utilizados na construção civil e quais as suas aplicações?

Ligas de alumínio, cobre, estanho, zinco e níquel.

6) O aços do ponto de vista comercial pode ser dividido em três grandes grupos, quais?

Barras e fios de aço, aços planos de seção retangular e perfis laminados.

7) Nos aços usados para vergalhão, o que significa CA CP?

CA = CONCRETO ARMADO

CP = CONCRETO PROTENDIDO

8) Quais as características com relação a tensão de escoamento, tensão de ruptura e alongamento na ruptura do aços CA-25, CA-50 e CA-60.

9) Quais são os planos de seção retangular e perfis laminados usados na construção civil?

Aços planos de seção retangular: Barra chata larga, chapa negra, chapa galvanizada, chapa galvanizada ondulada, retangular chapa estriada (xadrez), chapa amendoada, retangular chapa distendida, 

Perfis laminados: Cantoneira, ferro T de uma aba, ferro em T duplo, ferro em T duplo de aba larga, ferro em U ou Viga U, pregos, parafusos. 

Fonte: Material dado em Aula

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Materiais Naturais e Artificiais

Lista de Exercícios 

Argamassas

1) Segundo a NBR 1328, o que são Argamassas? E qual é a finalidade? 

Argamassas são materiais de construção, com propriedades de aderência e endurecimento, obtidos a partir da mistura homogênea de 1 ou mais aglomerantes, agregado miúdo (areia), água, e podendo conter ainda aditivos e adições minerais. 

A finalidade das argamassas são assentar tijolos e blocos, azulejos, ladrilhos, cerâmica e tacos de madeira, impermeabilizar superfícies, regularizar paredes, pisos e tetos e dar acabamento às superfícies.

2) Como é feita a classificação das argamassas segundo: 

Classificação segundo o tipo de aglomerante:

Argamassas aéreas: Cal aérea, gesso, etc.

Argamassas hidráulicas: Cal Hidráulica e cimento;

Argamassas mistas: Argamassa com um aglomerante aéreo e um hidráulico.

Classificação segundo o emprego 

Argamassas para rejuntamento nas alvenarias, argamassas para revestimentos, argamassas para pisos, argamassas para injeções, refratárias.

Classificação segundo a dosagem 

Pobres ou magras: Quando o volume de aglomerante é insuficiente para encher os vazios do agregado.
Cheias: Quando os vazios do agregado são preenchidos exatamente pela pasta.
Ricas ou gordas: Quando houver excesso de pasta.

Quanto à consistência 

Seca: Quando apresenta pouca quantidade de água;
Fluida: Quando apresenta muita quantidade de água;
Plástica: Quando apresenta quantidade normal de água.

Quanto ao número de elementos ativos 

Simples: Quando apresenta um elemento ativo; só um aglomerante. Ex. só cimento.

Composta: Quando apresenta mais de um elemento ativo. Ex.: cimento e cal.

3) Responda sobre os tipos de argamassa: 

a) São as mais empregadas para reboco e assentamento de tijolos: 

Argamassa de Cal.

b) São mais econômicas: 

Argamassa de Cal.

c) São mais caras, porém mais fortes: 

Argamassa de Cimento.

d) Podem ser feitas com o cimento Portland comum, ou cimentos especiais: 

Argamassa de Cimento.

e) Usadas para combinar propriedades das argamassas de cimento e de cal: 

Argamassa Mista (cal, cimento e areia).

f) Aderem muito bem às superfícies, exceto às de madeira: 

Argamassa de Gesso.

g) São as mais pobres, utilizadas em construções rústicas: 

Argamassa de Barro ou Argila.

h) Devem estar bem queimadas, e com longo período de cura da pasta antes da aplicação, senão gretarão (fissuramento) ou empolarão inevitavelmente. 

Argamassas de Cal Magnesiana.

4) Defina traço? Quais os tipos?

Traço é a indicação das proporções entre os constituintes da argamassa. Pode ser de dois tipos:
Simples: apenas um aglomerante. Ex. 1:3 (cimento + areia)
Composto: mais de uma aglomerante. Ex. 1:2:8 (cimento + cal + areia).

5) Como é feita a identificação do traço simples e composto?

A identificação escrita é simples e baseada na seguinte convenção:

a) Argamassas simples: 1 : 3
1º algarismo representa a quantidade do aglutinante (cimento) e 2º a do material inerte (areia).

b) Argamassas mistas; 1 : 2 : 8
1º algarismo é o indicador do cimento, 2º é o da cal e 3º é do material inerte (areia).

6) Transforme um dado volume no seu equivalente em peso, a partir de um 

Dados: massa unitária cimento: 1,43Kg/dm³, areia seca: 1,46 Kg/dm³ cal : 0,9 Kg/dm³ 

a) Traço 1:3 

 b) Traço 1:2:8 

7) Defina o que é o rendimento de aglomerante? O que é o coeficiente de rendimento?

Rendimento de um aglomerante é o volume de pasta obtido com uma unidade de volume do aglomerante ou a relação entre o volume de sua pasta e o volume que ele tinha antes de receber água.
Coeficiente de rendimento é a razão entre a massa unitária e a massa especifica do material, mais o volume unitário da água (m³)

8) Calcule o coeficiente de rendimento do cimento, cal e gesso? O que quer dizer esse coeficiente no aglomerante?

Cimento

1 m³ de Cimento em pó, fornece 0,89 m³ de pasta de Cimento, quando se junta 430 ml de água.

Cal

1 m³ de Cal em pedras, fornece 1,65 m³ de pasta de Cal (Nata), quando se junta 1200 ml de água.

Gesso

1 m³ de pó de Gesso fornece 0,86 m³ de pasta de Gesso, quando se junta 520 ml de água.

9) Com os dados e os resultados do exercícios anterior (ex:8) encontre o quanto de aglomerante (cimento, gesso e cal) é necessário para 1m³ de pasta?

Cimento

Para obter o volume em peso multiplicar pela massa unitária:
1,123 x 1,42= 1,6 ton ou 1600Kg

Cal

Para obter o volume em peso multiplicar pela massa aparente:
0,606 x 1,00= 0,606 ton ou 606Kg

Gesso

Para obter o volume em peso multiplicar pela massa aparente:
1,163 x 0,85= 0,989 ton ou 989Kg

10) Quais são as principais propriedades das argamassas? 

Trabalhabilidade: A determinação do traço e consequentemente da quantidade de cal que deve entrar na composição de uma argamassa deve estar orientada tento em vista o aspecto da mistura.

Resistência mecânica: As argamassas de cal são pouco resistentes, sua resistência à compressão aos vinte e oito dias varia de 0,2 a 0,6 MPa podendo-se tomar um valor médio de 0,4 MPa.

Retração: As argamassa de cal apresentam redução de volume que será maior se as porcentagens de água e cal forem elevadas.

Estabilidade de volume: Os defeitos que podem ocorrer no reboco são devido à ação do intemperismo ou devidos à falta de estabilidade de volume. 

Resistência ao intemperismo: as argamassas de cal aérea não resistem à água, por isso nos revestimentos externos deve-se empregar argamassas de cal hidráulica ou de cimento.

Resistência à ação do fogo: As argamassas de cal resistem a elevadas temperaturas, servindo como proteção dos elementos construtivos de madeira, aço, concreto, etc. 

Revestimento de gesso puro: A pasta de gesso na proporção de 10kg de gesso para 6 a 7 litros de água serve para revestimento interno a execução de placas e blocos para divisões internas. 

11) Você precisa planejar a produção diária da central de argamassa da obra em que é responsável. Supondo que para suprir as necessidades relativas ao assentamento de alvenaria , é necessária a produção diária de 1 m³ de argamassa. O traço da argamassa a ser utilizada no assentamento é 1:2:9 (cimento:cal:areia, em volume de materiais seco). Pede-se:

Dados: Massa Unitária (g0): Cimento na obra: 1,43 kg/dm³ 

Cal Aérea em pedras: 1,00 kg/dm³

Areia seca: 1,46 Kg/dm³ 

Massa Específica (g): Cimento: 3,05 kg/dm3 

Cal Aérea: 2,20 kg/dm3 

Areia seca: 2,20 kg/dm3

i (%)areia = 25% h = 4,5% 

a) Transforme o traço em volume no seu equivalente em peso.

b) O traço em volume com areia úmida. 

12) Determine: 

Dados:

Valores médios para a areia regular com Cv= 0,438; 

com umidade de 3% e inchamento de 25%. 

Valores médios para a areia fina com Cv= 0,495; 

com umidade de 6% e inchamento de 32%.

CR(cimento) de 0,89%

CR(cal) de 1,65%

a) O traço de argamassa de cal com areia regular seca e úmida 

b) O traço de argamassa de cal com areia fina seca e úmida; 

c) O traço de argamassa de cimento com areia regular seca e úmida 

d) O traço de argamassa de cimento com areia fina seca e úmida 

Fonte: Material dado em aula