Uma abordagem experimental de ondas em cordas utilizando a plataforma Arduino

Loading...
Thumbnail Image

Date

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Publisher

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Piauí

Resumo

Este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de um aparato experimental para o estudo de ondas em cordas utilizando a Plataforma Arduino. É feita uma revisão bibliográfica a respeito do Ensino de Física no Brasil onde dá-se ênfase à abordagem experimental como mediadora do processo de ensino aprendizagem. No que se refere ao ensino de ondulatória, ampara-se na Base Nacional Comum Curricular (BNCC) e nos Parâmetros Curriculares Nacionais (PCNs) como um conteúdo obrigatório tanto no ensino médio quanto no fundamental, respeitado o nível de ensino. Nesse contexto, são encontrados diversos trabalhos cujo objetivo é a melhoria do ensino desse conteúdo por meio da abordagem experimental. É feito uma revisão do uso do Arduino como uma ferramenta de ensino nos últimos anos. Para compreensão do desenvolvimento do aparato experimental, abordou-se conceitos e equações relacionadas com o conteúdo de ondas mecânicas. O aparato aqui desenvolvido é semelhante a um braço de violão. Uma corda de nylon é tensionada e posta a vibrar. O valor da força de tensão é medida por uma célula de carga e a onda sonora emitida é captada por um sensor de som. A análise dessa onda sonora emitida é feita pelo Software SciDAVis: é feita a construção da forma da onda e aplicação de uma FFT (Fast Fourier Transform - Transformada rápida de Fourier). Antes da análise da forma de onda emitida pela corda, é feita a calibração do sistema: a célula de carga é calibrada a partir de um valor de peso conhecido e o sensor de som capta uma onda sonora sinusoidal emitida por um gerador de áudio que permite escolher a frequência dessa onda. No sinal captado é aplicado a FFT e obtido a mesma frequência informada pelo gerador de áudio comprovando a fidedignidade do sistema. Da construção do sinal sonoro emitido pela corda obteve-se uma forma de onda composta pela superposição de ondas harmônicas e a aplicação da FFT nesse sinal resultou na obtenção de um espectro de frequências cujos valores são múltiplos da frequência fundamental. Este trabalho contribue para o ensino de ondulatória por meio da proposta experimental, bem como para o incentivo da utilização da plataforma Arduino no ensino desse conteúdo.

Description

Keywords

Ensino de Física, Plataforma Arduino, Ondulatória

Citation

MIRANDA, José Orlando dos Santos. Uma abordagem experimental de ondas em cordas utilizando a Plataforma Arduino. 68 f. TCC (Licenciatura em Física) - IFPI - Campus Parnaíba, Parnaíba, 2020.

Endorsement

Review

Supplemented By

Referenced By