Plana do aula

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SULInstituto de Física

Programa de Mestrado Profissional em Ensino de Física

Utilizando a Plataforma Arduino para Determinação da

Aceleração numa Máquina de Atwood

PLANO DE AULA

Professores:Claodomir Antonio MartinazzoLuciano Lewandoski AlvarengaMaria Teresinha Xavier Silva

Orientação: Marisa Almeida Cavalcante

Porto Alegre, julho de 2011



1 INTRODUÇÃO

Atualmente, num mundo que experimenta inovações tecnológicas, são muitas as

novidades a serviço da sociedade como um todo. Vivemos numa época sem igual no que se

refere a novas tecnologias no campo da informática e eletrônica. Neste contexto, área da

educação também é favorecida por este avanço empregando novas metodologias para a

aprendizagem e ensino de determinados conteúdos e na aquisição de dados em experimentos,

por exemplo, na disciplina de Física em escolas de ensino médio ou faculdades que se

propõem a formar profissionais na área de educação.

A proposta que segue, neste plano de aula, é fazer uso de uma placa externa,

chamada Arduino, para a coleta de dados via componente LDR e led acoplado nesta placa

externa, podendo assim, ser utilizada num experimento, de mecânica clássica, conhecido como

Máquina de Atwood, para obtenção da aceleração do conjunto de corpos que constituem este

sistema dinâmico.

Portanto, vamos determinar à aceleração do sistema dinâmico chamado de Máquina

de Atwood, utilizando a plataforma Arduino acoplada a entrada USB de um PC (computador),

para aquisição de dados como, por exemplo, o tempo para o calculo aproximado da aceleração

do sistema.

2 OBJETIVO GERAL

Fornecer subsídios teóricos, práticos e metodológicos para a utilização da placa

“Arduino” para aquisição de dados referente ao experimento da Máquina de Atwood.

3 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Utilizando a placa “Arduino”:

Acender um led utilizando o componente LDR como interruptor;



Programar a placa para comandar o circuito em função da tensão existente no LDR;

Construir um interruptor óptico constituído de um LDR alinhado a uma fonte de luz

(LED) a ser acionado pela passagem de um objeto entre esses componentes;

Programar a placa para ler os instantes em que esse interruptor óptico é obstruído;

Programar a placa para comandar o circuito em função da tensão existente no LDR;

Programar a placa para ler os instantes em que este interruptor óptico é obstruído;

Utilizar os dados coletados para a análise cinemática dos movimentos.

Construir gráficos posição x tempo e velocidade x tempo a partir dos dados obtidos;

Calcular velocidade e aceleração dos corpos na Máquina de Atwood.

4 CONTEÚDOS ENVOLVIDOS

Máquina de Atwood e calculo dinâmico da aceleração.

Ligações em série e paralelo, associação de resistores e utilização de um componente

LDR como interruptor óptico.

5 METODOLOGIA

Aula expositivo-dialogada (breve diálogo). Serão utilizados recursos computacionais

para a apresentação do assunto;

Descrição e exploração de material eletrônico de laboratório: placa “Arduino”, LEDs,

fototransistor, LDR, fios conectores, cabo de alimentação.

Apresentação do experimento: Máquina de Atwood (ver roteiro experimental para

professores)

6 RECURSOS DIDÁTICOS



Placa “Arduino”, leds, LDR, fototransistor, fios de conexão, protoboard;

Computador com uso da internet;

Máquina de Atwood: haste de sustentação, roldana vazada com fendas radiais, dois

corpos de massas de 500g e um corpo de 10g, um fio de massa desprezível e

inextensível;

7 AVALIAÇÃO

Um dos itens a serem avaliados será a participação de cada um dos estudantes na

discussão do projeto, no grande grupo, ao final do mesmo. Cada grupo deverá redigir um

relatório descrevendo o projeto em suas etapas.

8 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ALVARENGA, Beatriz e MÁXIMO, Antônio. Curso de Física, volume 1. Ed. Scipione,2000.

CAVALCANTE, M. A.; BONIZZIA, A.; GOMES, L. C. Aquisição de Dados em Laboratório

de Física: um Método Simples, Fácil e de Baixo Custo para Experimentos em Mecânica.

Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 30, n. 2, 2501 (2008). Disponível em:

http://www.sbfisica.org.br/rbef/pdf/302501.pdf. Acesso em: 22 de julho de 2010.

CAVALCANTE, Marisa Almeida, O que é Arduíno? (arquivo ArduinoParte1_Blink) diponível em : https://skydrive.live.com/cid=59bcf284a2d396aa&sc=documents&id=59BCF284A2D396AA!150. Acessado em 21/07/2011.

https://skydrive.live.com/?cid=59bcf284a2d396aa&sc=documents&id=59BCF284A2D396AA!150


http://www.sbfisica.org.br/rbef/pdf/302501.pdf



CAVALCANTE, Marisa Almeida, Leitura de Porta Analógica com um LDR (arquivo ArduinoParte2_porta_analogica) diponível em : https://skydrive.live.com/cid=59bcf284a2d396aa&sc=documents&id=59BCF284A2D396AA!150. Acessado em 21/07/2011.

CAVALCANTE, Marisa Almeida, Construindo um alarme ótico (arquivo ArduinoParte3_Alarmeotico) diponível em : https://skydrive.live.com/cid=59bcf284a2d396aa&sc=documents&id=59BCF284A2D396AA!150. Acessado em 21/07/2011.

CAVALCANTE, Marisa Almeida, Função map: Saídas e PWM (arquivo

ArduinoParte4_PWM_funcao_map) diponível em :

https://skydrive.live.com/cid=59bcf284a2d396aa&sc=documents&id=59BCF284A2D396AA!

150. Acessado em 21/07/2011.

GASPAR, A. Física. São Paulo: Ática, 2000. v. 1.







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