# Guia do docente: Estudo de convergência de osciladores e deriva de energia

Curso: Cálculo, vetores e equações diferenciais

Tempo sugerido: 50–65 minutos

## Objetivo

Os aprendizes separam parâmetros físicos dos controles numéricos e justificam a convergência usando diagnósticos de trajetória e invariantes.

## Preparação

- Revise ω=√(k/m) e a energia do oscilador.
- Defina convergência antes de abrir o laboratório.
- Prepare uma corrida que pareça estável, mas imprecisa.

## Movimentos de facilitação

- Pergunte qual equação permaneceu fixa durante a comparação.
- Exija pelo menos três tamanhos de passo.
- Compare o erro de fase com o erro de energia em vez de aceitar um gráfico.

## Verificações de concepções erradas

- **Uma curva suave deve ser precisa.** A interpolação pode parecer suave enquanto a fase e a energia se afastam muito da solução da equação diferencial.
- **Mais etapas sempre reparam um modelo instável.** Passos menores abordam a discretização; eles não corrigem uma equação incorreta, condição de contorno ou conversão de unidades.

## Acessibilidade e participação

- Parear gráficos com resumos numéricos de erro.
- Descreva o movimento no espaço de fases sem exigir distinção de cor.
- Forneça uma tabela de três execuções e suporte para calculadora.

## Evidências de aprendizagem

- Uma tabela de convergência em três etapas
- Uma distinção entre variáveis físicas versus numéricas
- Uma recomendação de estabilidade justificada

## Extensão

Compare o Euler simplético com o Euler direto usando condições iniciais idênticas e custo computacional.

## Limite das evidências

Regra de evidência: diferencie cálculo, inferência dependente do modelo, observação experimental e afirmação não resolvida em cada resposta.