Redes de Computadores & Física

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Atividade Interdisciplinar - Física e Redes de Computadores 
Curso​: Técnico em Informática Integrado ao Ensino Médio NOTA 
Professor(es)​: Ricardo Beal e Marlon Cordeiro Domenech 
 
Alunos​: Bárbara, Ederson, Luiz e Tainara 
Ano/Série​: 3º ano “A” Data​: 27/03/2020 
Experimento 1 
Considere um cenário em que duas antenas estão apontadas diretamente uma para 
outra, com visão livre (sem obstáculos entre uma e outra), a 30 km uma da outra. A 
frequência utilizada na conexão é de ​5700 MHz​. 
Considere que a seguinte tabela reflete as configurações da Estação e do Ponto de 
Acesso e que os dados foram mensurados na Estação. A primeira linha está preenchida 
tomando como base a primeira medição de ​velocidade da conexão (taxa de 
transferência) e ​nível de sinal​, considerando as configurações de ​largura de canal e 
potência de transmissão​ especificadas. 
Com base nos valores da primeira medição e nas relações existentes entre as 4 
variáveis, preencha o restante da tabela com os valores que são esperados, conforme a 
mudança dos valores das variáveis das duas primeiras colunas. 
Largura de 
Canal 
Potência de Transmissão na 
Estação e no AP 
Velocidade de 
Conexão (Mbps) 
Nível de Sinal 
(dBm) 
5MHz 6dBm 7,96 Mbps -68 dBm 
5MHz 12dBm 7,96 Mbps -62 dBm 
5MHz 18dBm 7,96 Mbps -56 dBm 
10MHz 6dBm 15,92 Mbps -71 dBm 
10MHz 12dBm 15,92 Mbps -65 dBm 
10MHz 18dBm 15,92 Mbps -59 dBm 
20MHz 6dBm 31,84 Mbps -74 dBm 
20MHz 12dBm 31,84 Mbps -68 dBm 
20MHz 18dBm 31,84 Mbps -62 dBm 
 
OBS.​: No exercício em questão, nós ​supomos que a Taxa de Transmissão, quando 
aumentada ou diminuída, não altera a Taxa de Transferência, mas nós sabemos que 
na vida real, ela é alterada, mesmo que com valores baixos. 
 
O que se deve observar​: 
● As mudanças que ocorrem nas variáveis de 3) velocidade de conexão e 4) nível de 
sinal conforme as variáveis de 1) largura de canal e 2) potência de transmissão são 
alteradas; 
A medida que a largura de canal dobra: 
→ a velocidade de conexão dobra; 
→ o nível de sinal diminui em 3dBm. 
Quando a potência de transmissão é alterada 
→ a velocidade de conexão não muda; 
→ o nível de sinal aumenta ou diminui o mesmo valor conforme ganha 
ou perde potência. 
● As relações que existem entre essas 4 variáveis; 
→ 1) e 3) diretamente proporcionais (um aumenta, o outro também); 
→ 1) e 4) inversamente proporcionais (um aumenta, o outro diminui); 
→ 2) e 3) não existe relação; 
→ 2) e 4) diretamente proporcionais (um aumenta, o outro também) 
 
Questões​: 
1.1) Explique qual foi o critério utilizado por você para preencher a tabela. Procure 
responder sua justificativa através dos seguintes itens: 
● A velocidade de conexão depende da largura de canal escolhida? 
R: Sim. Quando dobramos a largura de canal, por exemplo, a velocidade 
também dobra. 
● O nível de sinal é influenciado pela largura de canal escolhida? 
R: Sim. Quando reduzimos a largura pela metade, por exemplo, há um ganho 
no nível de sinal (nós atribuímos esse valor como 3dBm) 
● A velocidade da conexão é influenciada pela potência de transmissão dos 
equipamentos? 
R: Não. Ela só é influenciada pela largura de canal (neste experimento). 
● O nível de sinal é influenciado pela potência de transmissão dos equipamentos? 
R: Sim. Quanto mais alto for a potência, maior vai ser o sinal. 
 
● Maior largura de canal significa que tipo de alterações na conexão? 
R: Significa numa maior velocidade de conexão e num menor nível de sinal. 
● Nível de sinal mais alto implica melhor capacidade de transmissão de dados? 
R: Sim, pois aumentando o nível de sinal, a troca de dados entre o emissor e 
receptor melhora. 
1.2)​ Determine o comprimento de onda utilizado. 
v​luz​=3 10​
8​ m/s× λ = v / f 
f = 5,7 10​9× λ = 3 10​8​ / 5,7 10​9× × 
λ = 5,26 10​-2​ m× 
 
Experimento 2 
Considere o mesmo cenário inicial do Experimento 1 e os dados da tabela abaixo. 
Distância (m) Nível de Sinal na Estação 
(dBm) 
Velocidade de Conexão 
(Mbps) 
30.000 - 58 10,76 
15.000 - 46 18,98 
5.000 - 32 19,23 
Questões​: 
2.1) O nível de sinal depende da distância entre os equipamentos? Se sim, o que 
caracteriza esta relação? Explique com base nos dados da tabela. 
Resposta: 
Sim, como é uma relação inversamente proporcional, quanto menor for a distância, 
mais as informações chegam - ou seja, com menos risco de se dispersarem - e, 
dessa forma, faz com que o receptor receba mais informações. 
Podemos observar que na segunda linha, quando diminuímos a distância, houve um 
ganho de sinal de 12dBm em relação à primeira, e na terceira linha, um ganho de 
14dBm em relação à segunda. 
2.2) ​A velocidade de conexão tem dependência do nível de sinal ou da distância? 
Explique com base nos dados da tabela. 
Resposta: 
Depende da situação. 
Na segunda linha podemos ver que, quando diminuímos a distância, houve um 
ganho no nível de sinal e um aumento considerável na velocidade de conexão. 
Podemos concluir que o responsável por isso foi a distância, já que este permitiu que 
o receptor recebesse as informações com mais clareza e, consequentemente, uma 
maior troca de dados. 
Já na terceira linha podemos ver que, diminuindo a distância, novamente houve um 
aumento no nível de sinal, mas não houve um aumento tão grande na velocidade de 
conexão como houve na segunda linha. Isso ocorre porque a distância já não faz 
diferença na velocidade como antes. Quem influencia, neste caso, é o nível de sinal, 
pois vai melhorar o pouco que o receptor precisa para receber todas as informações. 
 
Experimento 3 
Objetivo: Perceber a relação que existe entre: 
● Frequência do sinal 
● Amplitude da onda 
● Taxa de dados 
Material: ​radio-waves_pt_BR.jav 
 
Figura 1 - Print screen da atividade virtual que o aluno deverá ver ao executar a atividade. 
Na barra lateral, coloque na opção “Oscilar” e faça as seguintes observações e anotações. 
3.1) Meça com a régua a amplitude do movimento do Elétron emissor(esquerda) e do 
elétron receptor (direita). 
A​emissor 1,25 cm 
A​receptor 0,5 cm 
Aemissor
Areceptor 2,5 cm 
3.2) Relacione a amplitude com a grandeza que foi/será observada na atividade 
experimental 1. 
Resposta: 
Neste caso, existem 2 tipos de amplitudes. 
A amplitude do emissor pode ser relacionado com a potência de transmissão, e a 
amplitude do receptor pode ser relacionado com o nível de sinal. 
 
https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/legacy/radio-waves
3.3) Relacione a amplitude de sinal com a distância entre emissor e receptor. Explique 
essa relação. (Sugestão: Verificar questão 1 do experimento 3) 
Resposta: 
São diretamente proporcionais, porque se estiverem a grandes distâncias, 
precisarão de grandes amplitudes pra informação chegar até o receptor. Se 
estiverem perto um do outro, a amplitude não precisará ser tão grande. 
3.4) Meça o tempo que a onda leva para sair da torre de emissão e chegar na torre de 
recepção e estime a distância das duas, supondo que esta onda seja eletromagnética 
propagando-se no ar. 
Resposta: 
d = v t× 
t aprox. = 4,5 segundos d = 3 10​8​ 4,5× × 
d = 1,35 10​9​ m× 
3.5) Verifique o tempo de uma oscilação do elétron da antena de emissão e o do 
elétron da recepção anotando na tabela, faça 10 medidas de período para cada 
elétron, anotando na última linha o T​médio​, ou seja, a média de todos os períodos. 
Considerando o T​MÉDIO em segundos encontrado, determine e anote natabela os 
valores das frequências. 
T​emissor T​receptor 
T1 00:04.102 T1 00:04.151 
T2 00:04.051 T2 00:04.101 
T3 00:04.106 T3 00:04.101 
T4 00:04.051 T4 00:04.151 
T5 00:04.050 T5 00:04.051 
T6 00:04.101 T6 00:04.101 
T7 00:04.101 T7 00:04.051 
T8 00:04.102 T8 00:04.101 
T9 00:04.151 T9 00:04.057 
T10 00:04.201 T10 00:04.151 
 
T​MÉDIO 4,01016 segundos por ciclo T​MÉDIO 4,01016 segundos por ciclo 
f​MÉDIA 0,24936 ciclos por segundo f​MÉDIA 0,24936 ciclos por segundo 
3.6) Altere a amplitude do movimento, colocando-a no máximo e repita os 
procedimentos das questões 1 e 5 colocando os valores na tabela. 
A​emissor 2,5 cm 
A​receptor 1,0 cm 
Aemissor
Areceptor 2,5 cm 
 
T​emissor T​receptor 
T1 00:04.101 T1 00:04.151 
T2 00:04.153 T2 00:04.150 
T3 00:04.151 T3 00:04.054 
T4 00:04.100 T4 00:04.156 
T5 00:04.111 T5 00:04.052 
T6 00:04.051 T6 00:04.100 
T7 00:04.103 T7 00:04.150 
T8 00:04.062 T8 00:04.051 
T9 00:04.100 T9 00:04.101 
T10 00:04.100 T10 00:04.051 
T​MÉDIO 4,01016 segundos por ciclo T​MÉDIO 4,01016 segundos por ciclo 
f​MÉDIA 0,24936 ciclos por segundo f​MÉDIA 0,24936 ciclos por segundo 
3.7) Houve mudança nos valores encontrados na questão 5 e 6 para o T​médio e f​MÉDIO​? 
Justifique a mudança ou não dos valores de período e frequência. 
Resposta: 
Não, porque o período é influenciado unicamente pela frequência, como pode ser 
visto na fórmula T=1/f, onde T=período e f=frequência. 
Como a amplitude foi alterada, esta não afetará as outras variáveis. 
 
3.8) Houve mudança no valor da amplitude com relação à questão número 1? Na 
prática o que representaria essas mudanças (ou não) nos valores encontrados nas 
duas questões? Relacione com o experimento real. 
Resposta: 
Sim, houve mudanças de 1,25 cm na amplitude do emissor e 0,5 cm na amplitude do 
receptor, que representa um aumento de 50,0% para ambos. 
Comparando ao experimento 1, essas mudanças podem ser representadas pela 
potência de transmissão, já que ela só altera quantos “dados” o receptor vai receber. 
Já no experimento 2, nós não podemos fazer uma representação, pois nenhuma das 
variáveis é um transmissor, e sim, consequências do tráfego de informações. 
Com isso podemos dizer que a amplitude não tem relação com a largura de canal 
nem com a velocidade de conexão, e que é diretamente proporcional com o nível de 
sinal. 
3.9) Houve mudança no tempo que a onda leva para sair da antena de emissão até a 
antena de recepção? Justifique 
Resposta: 
Não, pois conforme a fórmula λ=v/f, é a frequência que altera a velocidade, e não a 
amplitude. 
3.10) Retorne a amplitude para um valor intermediário e anote os valores das 
amplitudes, tanto do elétron da torre de emissão como do elétron de recepção. 
A​emissor 1,25 cm 
A​receptor 0,5 cm 
Aemissor
Areceptor 2,5 cm 
 
3.11) Após anotar os valores de amplitude, aumente a frequência para o valor 
máximo, refazendo as medidas de amplitude. 
A​emissor 1,25 cm 
A​receptor 0,5 cm 
Aemissor
Areceptor 2,5 cm 
 
3.12) Houve mudança na amplitude? Justifique 
Resposta: 
Não, porque conforme a fórmula λ=v/f, alterando a frequência nós estamos alterando 
a velocidade e, consequentemente, o comprimento de onda. 
3.13) Meça o tempo de uma oscilação do elétron da antena de emissão e o do elétron 
da recepção anotando na tabela, faça 10 medidas de período para cada elétron, 
anotando na última linha o T​médio​, ou seja, a média de todos os períodos. 
Considerando o T​MÉDIO em segundos encontrado, determine e anote na tabela os 
valores das frequências. 
T​emissor T​receptor 
T1 00:02.065 T1 00:02.052 
T2 00:02.040 T2 00:02.041 
T3 00:02.041 T3 00:02.075 
T4 00:02.080 T4 00:02.050 
T5 00:02.057 T5 00:02.070 
T6 00:02.046 T6 00:02.051 
T7 00:02.063 T7 00:02.080 
T8 00:02.053 T8 00:02.064 
T9 00:02.079 T9 00:02.062 
T10 00:02.077 T10 00:02.056 
T​MÉDIO 2,0601 segundos por ciclo T​MÉDIO 2,0601 segundos por ciclo 
f​MÉDIA 0,4854 ciclos por segundo f​MÉDIA 0,4854 ciclos por segundo 
3.14) Houve mudança nos valores de T​médio e f​MÉDIA ​em relação à questão 5? Caso haja 
mudanças o que isso poderia representar em velocidade de dados? 
Resposta: 
Sim. Aumentando a frequência, nós estamos fazendo a onda oscilar mais rápido, por 
isso a onda precisa de menos tempo para completar um ciclo. Isso representa uma 
maior velocidade de conexão, pois as informações chegam mais rápido ao receptor. 
 
3.15) A curva em vermelho na animação acompanha a oscilação da força que os 
elétrons estão sujeitas, mostrando a propagação desta força em função do tempo. 
Mudando na opção “sentido de campo” para “Campo elétrico”, este mostrará a 
oscilação em verde, do campo elétrico, que estará sujeito os elétrons. Descreva a 
relação do campo elétrico com a força elétrica (intensidade, direção e sentido) 
explicando o motivo desta relação. 
Resposta: 
As suas intensidades são iguais, pois apresentam o mesmo módulo. 
Suas direções podem ser classificadas em dois tipos: direção de vibração (vertical) e 
direção de propagação (horizontal). As direções de vibração são opostas, pois 
quando o campo elétrico sobe, a força elétrica desce (e vice-versa). Já as direções 
de propagação são iguais, pois ambas vão da esquerda para a direita. 
Utilizando a carga de prova, constata-se que os sentidos do campo elétrico e a força 
elétrica do elétron são opostos, que pode ser visto na Lei de Coulomb. 
3.16) Caso tivéssemos a opção de escolher um próton na antena, o que aconteceria 
com a oscilação da força em comparação com o campo elétrico? 
Resposta: 
Ambos (campo elétrico e força elétrica) teriam as mesmas intensidade, direção e 
sentido, conforme a carga de prova da Lei de Coulomb. 
3.17) Selecione a opção “Posição do elétron”. Verifique o que acontece com o 
comprimento de onda ao mudar a frequência de um valor intermediário, para um valor 
máximo. Faça um esboço, na parte quadriculada abaixo, identificando a região de 
maior frequência e de valor intermediário, com seu respectivo comprimento de onda. 
Identificando no desenho as grandezas: 
● Comprimento de onda 
● Amplitude 
● Crista 
● Vale 
 
 
Frequência: intermediária 
→ Transmissor 
 
→ Receptor 
Frequência: máxima 
→ Transmissor 
 
→ Receptor