Dissertacao_Luis_Henrique_Monteiro_de_Castro_versao07AGO2016

situação modificada, passando a executar um movimento periódico, 
cíclico ou oscilatório, sendo o último o termo mais usado para designar esse tipo de situação. 
Quando a lâmina é retirada, por ação de uma força, de sua posição de equilíbrio e 
solta, inicia um movimento de vai-e-vem regido pela força restauradora exercida pelo efeito 
mola da lâmina. A força aplicada determina a amplitude da oscilação, enquanto o período 
de oscilação depende de alguns fatores como a geometria da lâmina, do material de 
construção, do comprimento em balanço, dentre outros. 
10 
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Procedimento: 
A partir do acionamento da régua, observe o registro do sinal na interface 
computacional, determinando período, frequência e amplitude de um ciclo, verificando qual 
a varredura mais adequada para esta medição. 
Altere o comprimento da haste em balanço, determinando a relação da variação do 
comprimento em balanço da régua com a variação do período de oscilação. É possível alterar 
o material da lâmina, utilizando outras réguas, de mesmo comprimento, e definindo a sua 
frequência natural de oscilação. Também coloque uma massa solidária a régua e analise a 
variação da frequência de oscilação. 
Balanço da régua 
Amplitude 
(mm) 
Período 
(s) 
Frequência 
(Hz) 
18 cm 
19 cm 
20 cm 
21 cm 
22 cm 
23 cm 
24 cm 
 
Correlacione o comprimento em balanço da régua com a variação do período de oscilação. 
 
 
Represente no gráfico a onda observada com o comprimento em balanço da régua igual a 20 
cm. 
 
 
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Atividade 4: Análise do amortecimento 
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.
 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.
 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: 
 Reconhecer a taxa de amortecimento de um oscilador harmônico amortecido
 Identificar as causas do amortecimento
 Observar o efeito do atrito em movimentos oscilatórios
 Identificar o tipo de função matemática que expressa o amortecimento
Introdução: 
Na natureza todos os movimentos harmônicos macroscópicos são amortecidos, pois 
perdem gradativamente sua energia mecânica em virtude do atrito, principalmente com o ar. 
Observamos esta perda de energia com o decaimento gradual da amplitude do movimento, 
tendendo ao longo do tempo alcançar a posição de repouso. 
A função matemática que representa este decaimento da amplitude é a função 
exponencial. 
12 
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Procedimento: 
A partir do acionamento da régua, meça a amplitude do sinal em cinco ciclos 
subsequentes. Registre os valores obtidos em uma tabela e analisar, nestes 5 ciclos a taxa de 
decaimento. 
Usando o maior tempo de varredura da interface, avalie o decaimento total da 
oscilação. Com base na envoltória do sinal correlacionar, a qual função matemática pertence 
o decaimento da amplitude, enumere as possíveis causas deste decaimento.
Também é possível alterar o material ou o comprimento em balanço da régua para 
visualizar outras taxas de decaimento. A inserção de massas solidarias à régua pode ser 
realizada para alterar a taxa de decaimento da amplitude 
Ciclo 
Amplitude relativa 
positiva (mm) 
Variação em relação 
ao ciclo anterior (mm) 
1 ----- 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
9 
10 
11 
12 
Variação total 
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PRODUTO EDUCACIONAL 
Estação Meteorológica com o uso do 
Arduino e do Processing 
Construção do experimento e roteiros de atividades 
Luis Henrique Monteiro de Castro 
Setembro de 2016 
138 
Sumário
Algumas Palavras ........................................................................................................... 1 
Materiais necessários ...................................................................................................... 1 
Montando o experimento ............................................................................................... 2 
Código do Arduino ......................................................................................................... 3 
Código do Processing ..................................................................................................... 4 
Atividade 1: Coletando as variáveis meteorológicas ................................................... 7 
Atividade 2: Analisando dados meteorológicos. ........................................................ 10 
Algumas Palavras
Este produto educacional é uma sugestão de uso do Arduino e do Processing como 
experimento para o Ensino de Física. Neste material professores e alunos encontrarão 
informações quanto aos materiais necessários para a construção mecânica e eletrônica do 
experimento, bem como os códigos de programação do Arduino e do Processing e ainda 
sugestões de atividades envolvendo os conceitos de temperatura, pressão atmosférica, 
umidade do ar e lumninosidade. O material foi desenvolvido considerando que o leitor tenha 
algum conhecimento, mesmo que rudimentar, de programação e de eletrônica. Todo o 
material e os códigos também estão disponibilizados no endereço www.aulanaweb.com. 
Materiais necessários 
Item Descrição Quantidade 
1 Caixa plástica para acomodar a montagem 01 
2 Placa Arduino UNO 01 
3 
Protoboard 830 pontos – Matriz de contatos 
elétricos para montagem de circuitos 
01 
4 Resistores 10 kΩ x 1/8 w 02 
5 Resistores 220 Ω x 1/8 w 01 
6 LEDs de alto brilho branco 01 
7 LDR 5mm 01 
8 Sensor AOSONG AM2302 01 
9 BMP180 01 
10 Jumpers para ligações 25 
1 
139 
Montando o experimento 
Para o funcionamento adequado dos sensores, é necessário realizar algumas 
modificações no pote plástico a fim de permitir a circulação de ar não permitindo a entrada 
de água. Apresentamos, como sugestão, o desenho esquemático das alterações realizadas no 
pote plástico para o devido acondicionamento da estação meteorológica. 
Para que haja uma boa circulação de ar dentro da embalagem plástica foram 
realizados diversos furos na base da embalagem e nas áreas que não comprometessem o 
isolamento com relação a água da chuva. Nas fotos a seguir mostramos a montagem 
mecânica 
Fluxo de 
ar Protoboard com sensores Placa Arduino 
UNO
Furo para 
cabo 
USB 
Embalagem plástica adaptada para o Arduino e sensores 
Rasgo 
para a 
entrada de 
ar
2 
140 
Código do Arduino 
#include <Wire.h> 
#include <DHT.h> 
#include <Adafruit_085.h> 
#define DHTPIN 2 
#define DHTTYPE DHT22 
#define oversampling 3 
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE); 
Adafruit_BMP085 bmp; 
int sensorLDR; 
int contador = 1; 
float humidity,h, t; 
String data; 
String controleString; 
void setup() { 
 bmp.begin(); 
 dht.begin(); 
 pinMode(8, OUTPUT); 
 Serial.begin(9600); 
 while (!Serial) ; // wait for serial 
 delay(200); 
 } 
void loop(){ 
 if (Serial.available() > 0) { 
 controleString = Serial.read(); 
 if (controleString == "49"){ 
 h = dht.readHumidity();