66ª Reunião Anual da SBPC

Resumo aceito para apresentação na 66ª Reunião Anual da SBPC pela(o): SBF - Sociedade Brasileira de Física

A. Ciências Exatas e da Terra - 3. Física - 2. Ensino de Física

PAR ELETRÔNICO DE ESPELHOS PLANOS PARA ENSINO DA FÍSICA

Stephanie Santana Pinto - Universidade Federal de Rondônia Lígia Silvéria Vieira da Silva - Universidade Federal de Rondônia José Diogo Forte de Oliveira Luna - Universidade Federal de Rondônia Carlos Alberto Tenório de Carvalho Júnior - Universidade Federal de Rondônia Ciro José Egoavil Montero - Orientador-Universidade Federal de Rondônia

INTRODUÇÃO:

O educador invariavelmente encontra dificuldades no ensino da física, pois muitas vezes é árduo aproximar as abstrações requeridas pela disciplina da realidade dos alunos. Nesse sentido, atividades que facilitem a visualização por parte dos alunos sempre são bem vindas. Neste artigo apresenta-se a construção de um equipamento eletrônico de baixo custo, para auxiliar o ensino de física no conteúdo de óptica. Uma experiência útil ao entendimento do tema óptica é a associação de espelhos planos, uma configuração em que se colocam dois espelhos com uma aresta em comum de modo que, ao se colocar um objeto entre os dois, a luz seja refletida várias vezes, formando múltiplas imagens do objeto. Estas imagens estão dispostas em um círculo cujo centro é dado pela aresta comum aos dois espelhos. É possível calcular o número de imagens formadas, que é dado pela razão entre 2π e o ângulo formado entre os dois espelhos menos uma imagem. O presente projeto propõe um equipamento dotado de dois espelhos e um transferidor, em que um dos espelhos é movido por um servo motor e seu ângulo pode ser ajustado através de um potenciômetro.

OBJETIVO DO TRABALHO:

Desenvolver um equipamento didático para auxiliar o ensino da física no ensino médio, abordando a óptica através da experiência das múltiplas imagens formadas ao se colocar um objeto entre dois espelhos planos, permitindo a observação do fenômeno físico e a realização de cálculos para prever seu comportamento.

MÉTODOS:

A estrutura básica do equipamento didático foi uma caixa de madeira medindo 10cm de largura, 8cm de comprimento e 3cm de altura. Sobre sua tampa superior um dos espelhos planos foi fixado. Ao lado dele foi feito um furo através do qual um servomotor, no interior da caixa, pode mover o outro espelho, mantendo as arestas de ambos o mais próximo possível. O servomotor é controlado por um microcontrolador de 8 bits da Atmel, que lê a saída de uma potenciômetro empregado como divisor de tensão, localizado na lateral da caixa e ajusta a posição do espelho conforme a posição do potenciômetro. Um transferidor cuja marca de zero graus está no espelho fixo possibilita determinar o ângulo entre os dois espelhos.

RESULTADOS E DISCUSSÃO:

O equipamento desenvolvido possibilita que a realização de exercícios teóricos sobre associação de espelhos planos seja complementada com uma atividade prática onde o aluno pode verificar experimentalmente os resultados obtidos através de cálculos de uma maneira bastantes direta: observando o ângulo no transferidor e contando o número de repetições da imagem. Essa associação de atividades práticas e teóricas contribui para um entendimento mais profundo do fenômeno estudado. O equipamento proposto é bastante simples de ser replicado, exigindo apenas alguns conhecimentos de eletrônica e de programação. O algoritmo implementado no microcontrolador usa o conversor analógico-digital para ler o valor do potenciômetro e associa valores da saída do potenciômetro com ângulos a serem tomados pelo servomotor.

CONCLUSÕES:

Ao desenvolver um equipamento para auxílio no ensino da física, percebe-se que tal iniciativa proporciona uma melhora na absorção do conteúdo transmitido, já que os alunos passam a observar a física com um olhar mais curioso e investigativo, uma vez que estes têm contato visual e prático com aquilo que estudam na teoria que, por vezes, fica distante da realidade deles. A física é uma das matérias mais negligenciadas pelos alunos do ensino médio e fazem-se necessários esforços como este para mostrar uma ciência atraente, divertida e útil para cativar os estudantes e despertar neles a vontade de aprender.

Palavras-chave: Ensino da Física, Óptica, Eletrônica Embarcada.