Relatório Final Iniciação Científica - 2011

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Ondas estacionárias

Os trabalhos com as ondas estacionárias estão indo bem, foram feitos vídeos de ondas em três cordas diferentes e com dez trações diferentes em cada corda.

O programa Tracker vai nos ajudar a determinar além da frequência que a corda oscila, vamos poder determinar também o comprimento da onda nessa corda e com esses dados será possível estimar a velocidade da onda na corda.

A próxima etapa será a construção de gráficos relacionando a velocidade na corda com a tração a que ela está sujeita. Isso nos permitirá determinar de outra maneira a densidade linear da corda.

Dentro de alguns dias novas informações sobre essa parte do projeto serão incluídas aqui.

Ainda sobre o pêndulo, os gráficos de energia mecânica em função do tempo (que deveriam se aproximar muito de uma reta no caso onde essa energia é conservada) precisam de ajustes, os resultados não são satisfatórios e assim que forem solucionados os últimos problemas, eles serão publicados aqui para finalizar essa parte da energia mecânica em um pêndulo mostrando sua conservação (ou não) de maneira qualitativa e quantitativa.

Até breve.

Andamento do projeto

No relatório parcial publicado aqui, é dito que a constatação da conservação de energia mecânica no sistema através de uma análise quantitativa seria feita. Realmente estamos trabalhando nisso porém algumas dificuldades foram encontradas.
Existe uma desigualdade nas alturas máximas atingidas dos dois lados da trajetória do pêndulo. Isso faz com que a energia potencial calculada seja diferente em ambos os lados. Com isso o valor obtido para a energia mecânica nesses lados tem valores distintos.

Dentro de alguns dias será publicada a planilha com os gráficos e resultados desta parte do experimento.

Uma segunda parte do trabalho já teve seu início e por sinal muito bom. Existe um experimento onde usamos uma caixa de som de computador modificada, um software gerador de frequências, um fio e um suporte onde é possível criar ondas estacionárias.
Com elas podemos determinar desde a velocidade da onda na corda até a tração a que a corda está sujeita ou mesmo a densidade linear do fio. Porém quando o experimento é realizado de maneira tradicional, nos cálculos existe uma defasagem de um fator 2 que até então não tinha explicação. Usando a câmera lenta (peça chave deste projeto) foi possível descobrir que a corda vibra com uma frequência duas vezes menor do que o valor apontado na tela do programa gerador de sinais.
Numa próxima etapa, esse experimento será realizado com diferentes fios. Nos resultados compararemos os valores obtidos para a densidade linear do fio com a densidade esperada (medida sabendo o comprimento do fio e sua massa).

Tenho esperança de que esse será um bom trabalho e resultará numa bela publicação.

Relatório

Aqui está o relatório parcial apresentado, onde descrevo as atividades realizadas entre agosto de 2010 e fevereiro de 2011.

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E por falar em viscosidade do ar...

Que ver mais videos interessantes clique aqui e veja alguns videos no programa Super- Camera

Modellus

O software Modellus permite que se desenvolva um modelo matemático de qualquer movimento para fins de comparação com o movimento real.

É usada em larga escala a matemática com suas equações para determinar condições iniciais e também a forma como o movimento acontecerá. Para isso também é usada aqui uma linguagem diferente, quase uma linguagem de programação.

Esse vídeo demonstra como o Modellus pode ser usado de uma maneira simples e prática e também apresenta um dos inúmeros exemplos que já vem no banco de dados do programa quando é feito seu download.

Com o auxílio deste software torna-se mais fácil a comparação do experimento real com o teórico e dessa forma podemos validar um dado método experimental.

Link para download: http://modellus.fct.unl.pt/

TRACKER

É um software de análise de imagens criado pela universidade Cabrillo College da Califórnia EUA, permite que vídeos digitais sejam estudados e que deles sejam extraídos dados sobre qualquer tipo de movimento: velocidade, aceleração, ângulos, distâncias entre outros.

Funciona da seguinte forma: um vídeo capturado por uma câmera digital seja ela uma filmadora de alta definição, uma máquina digital convencional ou até mesmo um celular, quando inserido no programa é subdividido em seus quadros. (veja postagem sobre câmeras de alta velocidade).

Neste programa é possível observar cada um desses quadros isoladamente e fazer comparações entre eles. Podemos ver quadro a quadro um dado movimento e com isso marcar as sucessivas posições do objeto. Com isso se torna viável a obtenção de dados como a aceleração do móvel, a sua velocidade instantânea. Usando as ferramentas do programa como a localização dos eixos de coordenadas é possível calcular ângulos de inclinação e a velocidade angular de algo.

O programa dispõe de inúmeras ferramentas que auxiliam a obtenção de dados para futuros cálculos e análises, uma delas é a fita métrica com transferidor onde é feita a calibração das medidas. O software faz as medições em pixels porem desejamos obter os resultados em centímetros ou metros, para isso faz-se necessária a calibração onde uma distancia conhecida no experimento real é ajustada pela régua que automaticamente será feita a conversão de pixels para centímetros ou metros.

A seguir um vídeo demonstrativo do programa em questão que será largamente usado neste projeto.

Para funcionar em seu computador este software necessita da plataforma JAVA e o player de vídeos QUICKTIME da Apple (todos gratuitos).

Links para download:

TRACKER – http://www.cabrillo.edu/~dbrown/tracker/

JAVA – http://www.java.com/pt_BR/

QUICKTIME – http://www.apple.com/quicktime/download/

Existe um tutorial do programa disponível no site:

http://www.cabrillo.edu/~dbrown/tracker/tracker_help_pt_BR.pdf