Apresentamos neste trabalho diferentes modos de operar o Arduino para funcionar como uma interface alternativa na aquisição e automação de dados em atividades experimentais de física via porta USB do computador. Selecionamos como exemplo de aplicação o estudo de carga e descarga de um capacitor. As etapas de interação com o Arduino passam pelo processo de construção do circuito, coleta e armazenagem de dados em formato txt e visualização gráfica em tempo real através da linguagem Processing. Para cada etapa apresentamos propostas didáticas de utilização, todos os códigos fontes necessários para a interação com o Arduino, além de links para acesso a tutoriais que possibilitam a reprodução deste e outros experimentos. Palavras-chave: Arduino, processing, aquisição de dados.In this paper we present different ways of operating the Arduino to work as an alternative interface for the automation of data acquisition in physics experiments through the computer's USB port. Selected as an example of applying the study of charging and discharging a capacitor. The steps of interaction with the Arduino go through the process of building the circuit, collecting and storing data in txt format and graphic display in real time over the language Processing. For each step we present proposals for didactic use, all source code necessary to interact with the Arduino, and links to access tutorials that provide playback of this and other experiments. Keywords: Arduino, processing, acquisition of data. IntroduçãóE inegável que o computadoré uma importante ferramenta cognitiva [1], istoé, permite ao estudante desenvolver habilidades, interiorizar conhecimentos e organizá-los de modo a construir uma interpretação do mundo que o cerca. Podemos exemplificar sua interatividade mediante problemas-jogo, tais como os applets, onde o estudante modifica parâmetros e verifica os resultados obtidos, e dessa forma o computadoré uma ferramenta que permite organizar e sistematizar informações [2,3]. Segundo Barroso [3] estes objetos educacionais podem ser utilizados tanto presencialmente quantoà distância.Outro exemploé a modelagem computacional. O software Modellus [4,5] permite que o estudante investigue um fenômeno construindo uma animação a partir de objetos abstratos da matemática, como equações, funções, vetores e relações geométricas de um dado modelo de fenômeno físico. Ao construir seu próprio modelo e as formas de representá-lo o estudante torna-se um agente da construção do conhecimento, interpretando e internalizando a linguagem simbólica, tão importante na física.A utilização do computador como agente transformador no ensino de física o ensino e aprendizagem da física, buscando diminuir esta distância tecnológica entre a escola e o estudante tem sido incansavelmente relatada também como instrumento de laboratório [6][7][8][9][10][11][12][13][14][15][16][17] em que computadores são conectados a sensores permitindo fazer experimentos que dificilmente seriam realizados com os instrumentos usuais de um laboratório de ensino, podendo apresenta...
O experimento proposto neste artigo permite ao professor de Física estabelecer uma metodologia computacional para o estudo de movimentos e, particularmente, do coeficiente de restituição em colisões através do espectro sonoro emitido por impactos sucessivos de uma esfera em uma superfície plana. O método de medida sugerido, além de requerer um equipamento de fácil acesso, propicia adequada precisão, como revelam os dados obtidos, já que a aquisição é realizada através de placas de som de microcomputadores pessoais, com tempos de resolução, hoje, da ordem de 23 mis para taxas de amostragem de até 44 Khz. Utilizamos um software de análise do espectro sonoro que apresenta o sinal na forma de gráfico de freqüência versus tempo, livremente disponível na Internet e com uma ampla disponibilidade de recursos.
Este trabalho visa contribuir naárea de instrumentação para o ensino de Física, apresentando uma nova proposta para a determinação da constante de Planck utilizando diodos de emissão de luz, LED's (Light Emitting Diode) como sensores espectrais seletivos da radiação emitida por um filamento aquecido. A largura típica de resposta espectral de um LED, utilizado como sensor na região de 550nm a 700nmé da ordem de 25 a 35 nm o que nos permite selecionar adequadamente, para fins didáticos, o comprimento de onda da radiação analisada. Apresentamos também uma proposta de verificação da lei de Stefan-Boltzmann, permitindo portanto, uma abordagem experimental do tema da distribuição de energia de um corpo negro, normalmente estudado em cursos de bacharelado e licenciatura em Física. Palavras-chave: led, constante de Planck, Lei de Stefan-Boltzmann, corpo negro.This work intends to show a new estimation method for the Planck constant using Light-emitting diodes (LED´s) as spectrally selective detectors that measure the light emitted by low power lamp. The spectral bandpass of Light-emitting diodes is typically 25 -35 nm at half-maximun points between 550 and 700 nm, this means that LED´s can serve as accurate selective sensor at physics laboratory. Likewise is done a similar approach for estimated the Stefan-Boltzmann law. This permit discuss the energy distribution of black-body in a physics course.
dados para fins didáticos é inserir o computador no laboratório de física. Nesse trabalho utilizamos a entrada de microfone da placa de som do computador como interface para medir intervalos de tempo em experiências de mecânica. O sistema usa sensores sensíveis à luz, acoplados diretamente na conexão mic da placa de som. A coleta e análise dos sinais gerados pelo bloqueio e desbloqueio de incidência de luz nos fotossensores são realizadas por intermédio de versões shareware e/ou freeware de programas de análise sonora disponíveis na Internet. Levando-se em conta a simplicidade e o baixo custo deste método, acreditamos que ele pode representar uma contribuição real para a difusão tecnológica no ensino de física. Palavras-chave: aquisição de dados, placa de som, entrada de microfone.The main interest in the construction of a didactic system of data acquisition is to insert the computer in the physic laboratory. In this work we use the microphone entrance of the computer sound cards as an interface to measure time intervals in experiments of mechanics. The system employs light sensible sensors connected directly to mic plug-in of the sound card. The storage and sound analysis of the produced signals when the incident light in the photogate is blocked is carried through free or share softwares. Because of the simplicity and low cost of this method we believe that it can represent a concrete contribution for technological diffusion in the physics teaching.
O principal interesse na construção de um sistema de aquisição de dados para fins didáticosé inserir o computador no laboratório de física. Nesse trabalho utilizamos a entrada de microfone da placa de som do computador como interface para medir intervalos de tempo em experiências de mecânica. O sistema usa sensores sensíveisà luz, acoplados diretamente na conexão mic da placa de som. A coleta e análise dos sinais gerados pelo bloqueio e desbloqueio de incidência de luz nos fotossensores são realizadas por intermédio de versões shareware e/ou freeware de programas de análise sonora disponíveis na Internet. Levando-se em conta a simplicidade e o baixo custo deste método, acreditamos que ele pode representar uma contribuição real para a difusão tecnológica no ensino de física. Palavras-chave: aquisição de dados, placa de som, entrada de microfone.The main interest in the construction of a didactic system of data acquisition is to insert the computer in the physic laboratory. In this work we use the microphone entrance of the computer sound cards as an interface to measure time intervals in experiments of mechanics. The system employs light sensible sensors connected directly to mic plug-in of the sound card. The storage and sound analysis of the produced signals when the incident light in the photogate is blocked is carried through free or share softwares. Because of the simplicity and low cost of this method we believe that it can represent a concrete contribution for technological diffusion in the physics teaching. Keywords: data acquisition, sound card, microphone plug-in. IntroduçãoAtualmente o microcomputadoré um instrumento bastante acessível, sendo indispensável que o usuário conheça cada vez mais os seus recursos. Além de fazer cálculos e armazenar informações, o microcomputador pode também ser utilizado para fazer aquisição de dados, controle de processos em tempo real ou enviar sinais a um periférico. Tais propriedades tornam o computador um instrumento muito poderoso para auxiliar o ensino e aprendizagem de física, principalmente nas aulas experimentais. Levando em conta o fato de que a coleta de dados se processa em tempos curtos, experimentos podem ser realizados em diferentes condições de contorno transformando as aulas em um ambiente de investigação e pesquisa.Contudo, apesar das suas potencialidades, o computador aindaé pouco utilizado em laboratórios de física, quer pela falta de informação dos professores dos recursos oferecidos, quer pela dificuldade em adquirir interfaces e programas de aquisição.A simplicidade do método proposto neste trabalho, bem como seu baixo custo, representa uma possibilidade real de inserção dos microcomputadores como instrumento de medida em um laboratório didático.Neste trabalho apresentamos propostas de dois experimentos distintos: determinação da aceleração de queda de corpos no ar e verificação da lei de conservação de momento linear, utilizando fotossensores ou fototransistores conectados diretamenteà entrada de microfone de um PC. A coleta de dadosé realizada atra...
Este experimento explora e analisa os recursos gratuitos disponíveis on-line que podem ser utilizados no ensino e aprendizagem de Física. O experimento consiste em utilizar a saída deáudio de um computador para variar a frequência em uma das extremidades de um fio utilizando o software SweepGen, disponível gratuitamente na internet. Este trabalho apresenta dois métodos distintos para a determinação da velocidade de propagação da onda na corda bem como a sua dependência com a tração do fio: análise de vídeo com alta taxa de aquisição através do Tracker e uso de um foto-transistor conectado diretamenteà entrada de microfone de um PC. Os resultados obtidos são convergentes indicando a eficácia dos métodos desenvolvidos e permitem, com custo extremamente reduzido, a realização de experimentos em ondulatórias e particularmente a compreensão do fenômeno de ressonância, tão presente no nosso dia a dia. Palavras-chave: ondas estacionárias, ressonância, novas tecnologias no ensino, aquisição de dados.This experiment explores and analyzes the free resources available online that can be used in teaching and learning physics. The experiment consists of using the audio output from a computer to vary the frequency in one end of a string using SweepGen software, available free online. This paper presents two different methods for determining the velocity of wave propagation in the string and its dependence on the traction of the cord: analysis of video with high acquisition rate through the use of Tracker and a phototransistor connected directly to the microphone input of a PC. The results obtained are convergent indicating the effectiveness of the methods developed and extremely low cost to allow performing experiments on wave and an understanding of the phenomenon of resonance, so present in our daily life.
As tecnologias para análise de imagens, seja vídeo ou foto, usando o computador, desenvolveram-se bastante na ciência aplicada, engenharias e no esporte e tornaram-se acessíveis à educação básica nos últimos 10 anos. O software TRACKER tem se mostrado muito versátil e oferece boas ferramentas para o trabalho com vídeos em sala de aula. Neste trabalho mostramos como usar o software em análise de fotos de espectros de lâmpadas obtidos por um espectroscópio caseiro. Enquanto proposta metodológica, mostramos que é possível inserir este trabalho numa dinâmica de Aprendizagem Criativa e interdisciplinar através da Cultura Maker, que propicia maior interesse por parte dos alunos.
Este trabalho visa contribuir na área de instrumentação para o ensino de Física, apresentando uma nova proposta para a determinação da constante de Planck utilizando diodos de emissão de luz, LED's (Light Emitting Diode) como sensores espectrais seletivos da radiação emitida por um filamento aquecido. A largura típica de resposta espectral de um LED, utilizado como sensor na região de 550nm a 700nm é da ordem de 25 a 35 nm o que nos permite selecionar adequadamente, para fins didáticos, o comprimento de onda da radiação analisada. Apresentamos também uma proposta de verificação da lei de Stefan-Boltzmann, permitindo portanto, uma abordagem experimental do tema da distribuição de energia de um corpo negro, normalmente estudado em cursos de bacharelado e licenciatura em Física.
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