Descri??o temporal de for?as de colis?o: um modelo didático para laboratório de física assistido por sistema embarcado

摘要

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