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Dissertacao_Luis_Henrique_Monteiro_de_Castro_versao07AGO2016

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tela(); 
 controle = 50; 
 botao(1100,260,"2 s/div",1); 
 botao(1100,300,"500 ms/div",1); 
 botao(1100,340,"100 ms/div",1); 
 botao(1100,380,"50 ms/div",1); 
 botao(1100,420,"20 ms/div",11); 
 botao(1100,460,"10 ms/div",1); 
 } 
 if (mouseX>1100 && mouseX<1200 
&& mouseY>460 && mouseY<490) { 
 incremento = 5; 
 tela(); 
 controle = 50; 
 botao(1100,260,"2 s/div",1); 
 botao(1100,300,"500 ms/div",1); 
 botao(1100,340,"100 ms/div",1); 
 botao(1100,380,"50 ms/div",1); 
 botao(1100,420,"20 ms/div",1); 
 botao(1100,460,"10 ms/div",11); 
 } 
 if (mouseX>1100 && mouseX<1140 
&& mouseY>520 && mouseY<550) { 
 offset = offset+1; 
 } 
 if (mouseX>1160 && mouseX<1200 
&& mouseY>520 && mouseY<550) { 
 offset = offset-1; 
 } 
 }
4 
128 
Atividade 1: Demonstrar o uso do experimento 
Habilidades e Competências trabalhadas: 
 Representar e/ou obter informações de tabelas, esquemas e gráficos de valores de
grandezas que caracterizam movimentos ou causas de suas variações; converter
tabelas em gráficos e vice-versa; estimar e analisar variações com base nos dados.
Objetivos: 
 Conhecer sensores
 Conhecer a interface Arduino e Processing
 Realizar medições de posição, com auxílio de régua ou paquímetro
 Desenvolver análise de valor médio e erro relativo
Introdução: 
Sensores são dispositivos eletrônicos que convertem uma variação de grandeza física 
em uma variação de grandeza elétrica: tensão, corrente ou resistência. Os sensores são 
usados em portas automáticas, em termômetros digitais, em sistemas antifurto, na rotação 
automática da tela do celular ou tablet e em outras inúmeras aplicações. 
No experimento Oscilador harmônico amortecido com o uso do Arduino e 
Processing é utilizado um sensor óptico por reflexão. Este é formado por um LED (Diodo 
Emissor de Luz) e um fototransistor infravermelho. O LED emite uma luz, no comprimento 
do infravermelho, que é refletida pela etiqueta colada na régua (reflexão difusa). A partir da 
intensidade luminosa captada pelo fototransistor, é gerada uma variação de tensão que é 
percebida e digitalizada pelo Arduino. O sinal digitalizado é transmitido ao computador pela 
conexão USB, sendo processado pelo Processing e apresentado em sua interface. 
Procedimento: 
Comprovar o funcionamento do sensor manipulando livremente a régua, para cima e 
para baixo e visualizando o efeito no registro temporal de posição da régua na interface 
computacional. 
Com o auxílio de uma régua ou de um paquímetro, realizar medições de posição da 
régua e registrar, em uma tabela, os valores obtidos pela interface computacional. A partir 
dos valores medidos e dos valores registrados na interface, calcular o valor médio para cada 
medição e o erro relativo parcial e total. 
5 
129 
Distância 
(mm) 
Medição 1 
(volts) 
Medição 1 
(mm) 
Medição 2 
(volts) 
Medição 2 
(mm) 
Medição 3 
(volts) 
Medição 3 
(mm) 
30 
35 
40 
45 
50 
Distância 
(mm) 
Valor Médio 
(volts) 
Valor Médio 
(mm) 
Erro 
Relativo 
30 
35 
40 
45 
50 
Erro relativo médio 
Com base no erro relativo, escrever o valor médio de cada uma das leituras com a 
respectiva incerteza de medição 
6 
130 
Atividade 2: Análise do fenômeno da deformação elástica da lâmina. 
Habilidades e Competências trabalhadas: 
 Rever ou avaliar movimentos em quedas, sistemas planetários ou objetos sob a ação
de molas, tendo como pressuposto a conservação da energia mecânica.
 Representar e/ou obter informações de tabelas, esquemas e gráficos de valores de
grandezas que caracterizam movimentos ou causas de suas variações; converter
tabelas em gráficos e vice-versa; estimar e analisar variações com base nos dados.
Objetivos: 
 Conhecer a força elástica
 Determinar a constante elástica em função do deslocamento da extremidade da
lâmina
 Conhecer o gráfico da força em função do deslocamento e interpretar o significado
da área do gráfico sob a função
Introdução: 
Uma mola é um dispositivo elástico e flexível que armazena energia em sua forma 
potencial. Em geral, são confeccionadas em arame de aço temperado e apresentam forma 
helicoidal, mas, dependendo da finalidade, podem ser confeccionados em borracha, plástico 
ou outros materiais e podem apresentar uma grande gama de formas, como lâminas, 
cilindros, etc. 
Ao estudar as deformações de molas a partir da aplicação de forças, Robert Hooke 
(1635-1703) verificou que a deformação da mola aumenta proporcionalmente à força. A 
partir desta constatação estabeleceu-se a chamada Lei de Hooke: 
F = −K ∙ x 
Onde: F: intensidade da força aplicada (N); k: constante elástica (N/m) e x: 
deformação da mola (m). 
O sinal negativo na equação indica que a força exercida pela mola tem sempre o 
sentido oposto do deslocamento da sua extremidade livre. A constante elástica da mola 
depende de suas características físicas e geométricas. 
7 
131 
Procedimento: 
Para determinar a constante elástica da lâmina, é necessário inserir massas na lâmina 
e medir o deslocamento ocorrido. Para realizar tal procedimento, é possível utilizar moedas 
de valores correntes como elementos de massa, colocando-as em uma posição definida da 
régua e realizar as medições de deslocamento com o uso da interface computacional, 
registrando os resultados em uma tabela. A partir dos valores de massa e deslocamento 
registrados, construa o gráfico força x deslocamento e determine a constante elástica. Para 
que você obtenha outros valores da constante elástica, altere a posição da massa na régua ou 
altere a própria régua. 
Diâmetro: 22 mm 
Massa: 4,10 g 
Diâmetro: 23 mm 
Massa: 7,81 g 
Diâmetro: 20 mm 
Massa: 4,80 g 
Diâmetro: 27 mm 
Massa: 7,00 
Diâmetro: 25 mm 
Massa: 7,55 g 
Tolerância da massa: 
± 2% 
Número 
de 
Moedas 
Massa 
Total 
(g) 
Medições de posição 
Media 
(mm) 
Desloca
mento 
(mm) 
1 
(mm) 
2 
(mm) 
3 
(mm) 
0 ----- 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
9 
10 
8 
132 
Número 
de 
Moedas 
Massa 
Total 
(kg) 
Força 
Peso 
(N) 
Deslocamento 
(m) 
k 
(N/m) 
0 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
9 
10 
Determinação da constante elástica pelo gráfico: 
1 – Método do coeficiente angular: 
2 – Método da área sob a reta: 
9 
133 
Atividade 3: Análise do movimento oscilatório 
Habilidades e Competências trabalhadas: 
 Conceber e realizar arranjos experimentais em que se possa avaliar ou verificar a
antecipação de movimentos, como a oscilação de pêndulos, ou de deformações,
como na colisão de objetos elásticos.
 Determinar experimentalmente relações entre variáveis como o valor da aceleração
da gravidade, a altura e o tempo numa queda livre, ou no percurso de uma esfera em
canaleta inclinada, ou entre comprimento de pêndulos e sua frequência de oscilação.
 Compreender as propriedades das ondas e como elas explicam fenômenos presentes
em nosso cotidiano.
 Compreender a importância dos fenômenos ondulatórios na vida moderna sobre
vários aspectos, entre eles sua importância para a exploração espacial e na
comunicação.
Objetivos: 
 Conhecer as características de uma onda
 Determinar a amplitude, frequência e período de uma onda
 Conhecer o gráfico de representação de uma onda
Introdução: 
O MHS (Movimento Harmônico Simples) é um movimento que ocorre de modo 
periódico ou cíclico. O MHS também pode ser descrito como o movimento de oscilação 
mais elementar, e pode ser observado em qualquer sistema em equilíbrio estável que 
subitamente tem essa