Uma abordagem experimental de ondas em cordas utilizando a plataforma Arduino
| dc.contributor.advisor1 | Sousa Júnior, Itamar Vieira de | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/8266176401382240 | pt_BR |
| dc.creator | Miranda, José Orlando dos Santos | |
| dc.creator.Lattes | Não informado | pt_BR |
| dc.date.accessioned | 2022-09-30T19:42:32Z | |
| dc.date.available | 2022-09-30T19:42:32Z | |
| dc.date.issued | 2019 | |
| dc.description.abstract | This work aims to develop an experimental apparatus for the study of waves in strings using the Arduino Platform. A bibliographic review is made about Physics Education in Brazil, where emphasis is placed on the experimental approach as a mediator of the teaching-learning process. Regarding the teaching of waves, it relies on the National Common Curricular Base (BNCC) and on the National Curriculum Parameters (PCNs) as a mandatory content both in secondary and fundamental education, respecting the level of education. In this context, several works are found whose objective is to improve the teaching of this content through the experimental approach. A review is made of the use of Arduino as a teaching tool in recent years. To understand the development of the experimental apparatus, concepts and equations related to the content of mechanical waves were approached. The apparatus developed here is similar to a guitar arm. A nylon string is tensioned and vibrated. The value of the tension force is measured by a load cell and the sound wave emitted is captured by a sound sensor. The analysis of this emitted sound wave is made by the SciDAVis Software: the construction of the formed wave is made and the application of a FFT (Fast Fourier Transform). Before analyzing the waveform emitted by the string, the system is calibrated: the load cell is calibrated from a known weight value and the sound sensor captures a sinusoidal sound wave emitted by an audio generator that allows choosing the frequency of that wave. In the signal received, FFT is applied and the same frequency reported by the audio generator is obtained, proving the reliability of the system. From the construction of the sound signal emitted by the string, a wave shape was obtained composed of the superposition of harmonic waves and the application of FFT in this signal resulted in obtaining a frequency spectrum whose values are multiples of the fundamental frequency. This work contributes to the teaching of waves by means of the experimental proposal, as well as to encourage the use of the Arduino platform to teach this content. | pt_BR |
| dc.description.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. | pt_BR |
| dc.identifier.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. | pt_BR |
| dc.identifier.uri | https://bia.ifpi.edu.br/jspui/handle/123456789/1153 | |
| dc.language | por | pt_BR |
| dc.publisher | Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Piauí | pt_BR |
| dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
| dc.publisher.department | Campus Parnaíba | pt_BR |
| dc.publisher.initials | IFPI | pt_BR |
| dc.rights | Acesso Aberto | pt_BR |
| dc.subject | Ensino de Física | pt_BR |
| dc.subject | Plataforma Arduino | pt_BR |
| dc.subject | Ondulatória | pt_BR |
| dc.subject.cnpq | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA | pt_BR |
| dc.title | Uma abordagem experimental de ondas em cordas utilizando a plataforma Arduino | pt_BR |
| dc.title.alternative | An experimental approach to waves on strings using the Arduino platform | pt_BR |
| dc.type | Trabalho de Conclusão de Curso | pt_BR |
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