Descrição temporal de forças de colisão: um modelo didático para laboratório de física assistido por sistema embarcado

AUTOR(ES)

Nascimento Júnior, João F., Borges, Vanessa E. S., Nascimento, Raphael M. M. F.

FONTE

Rev. Bras. Ensino Fís.

DATA DE PUBLICAÇÃO

20/12/2018

RESUMO

Resumo Nesse trabalho é modelado um experimento para laboratório de física para descrever temporalmente a força de colisão em uma bola. O modelo emprega um sensor piezoelétrico, um singelo circuito programável (Arduino) ligado a um computador e um suporte para a liberação da bola em queda livre. Um programa em linguagem C foi confeccionado para ler o sinal do sensor e calcular a intensidade da força, bem como para calibrar o sistema. O algoritmo do processamento, empregando as leis da física, é apresentado, assim como o código-fonte. Após a colisão o sistema fornece uma tabela força x tempo com resolução de 120 μs, permitindo o aluno elaborar o gráfico da força ou fazer análise numérica, comprovando as leis da conservação do momento e da energia. Testes de desempenho são discutidos, mostrando que o modelo fornece uma exatidão muito boa, validando assim o método de calibragem. De baixo custo e montagem simples esse sistema embarcado, ou seja, controlado por programa, permite uma exploração minuciosa da força durante a colisão. Pode também ser estendido a outros fenômenos da física, bastando trocar o sensor e ajustar o programa.

ASSUNTO(S)

força colisão sistema embarcado arduino laboratório de física

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