SMARTPHONE COMO UMA ALTERNATIVA PARA O ENSINO DE FÍSICA EXPERIMENTAL: O USO DO ACELERÔMETRO

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ

CENTRO DE CIÊNCIAS

DEPARTAMENTO DE FÍSICA

CURSO DE LICENCIATURA EM FÍSICA

FRANCISCO HEDLER BARRETO DE LIMA MORAIS

SMARTPHONE COMO UMA ALTERNATIVA PARA O ENSINO DE FÍSICA EXPERIMENTAL: O USO DO ACELERÔMETRO

FORTALEZA

2016

FRANCISCO HEDLER BARRETO DE LIMA MORAIS

SMARTPHONE COMO UMA ALTERNATIVA PARA O ENSINO DE FÍSICA EXPERIMENTAL: O USO DO ACELERÔMETRO

Monografia apresentada ao Curso de Licenciatura em Física do Departamento de Física da Universidade do Ceará, como requisito parcial para obtenção do Título de Licenciado em Física.

Orientador: Professor Dr. Afrânio de Araújo Coelho

FORTALEZA

2016

FRANCISCO HEDLER BARRETO DE LIMA MORAIS

SMATPHONE COMO UMA ALTERNATIVA PARA O ENSINO DE FÍSICA EXPERIMENTAL: O USO DO ACELERÔMETRO

Monografia apresentada ao Curso de Licenciatura em Física do Departamento de Física da Universidade do Ceará, como requisito parcial para obtenção do Título de Licenciado em Física.

Orientador: Professor Dr. Afrânio de Araújo Coelho

Aprovada em: 05 de Fevereiro de 2016.

BANCA EXAMINADORA

_______________________________________________

Prof. Dr. Afrânio de Araújo Coelho (Orientador)

Universidade Federal do Ceará

_______________________________________________

Prof. Dr. José Ramos Gonçalves

Universidade Federal do Ceará

_______________________________________________

Prof. Dr. Humberto de Andrade Carmona

Universidade Federal do Ceará

A Deus.

A minha Esposa, meu Filho e minha Mãe.

A quem me fortaleceu e me ajudou nessa fase de estudos.

AGRADECIMENTOS

Ao meu orientador, Prof. Dr. Afrânio de Araújo Coelho, pelo tempo que dedicou, pela atenção e pela amizade dispensadas durante esse trabalho. A minha família, que me ajudou durante essa fase de conclusão de curso. Aos meus colegas de sala, pelas amizades conquistadas e longos tempos de estudos juntos. Aos alunos da turma 2015.2, da disciplina de Métodos de Ensino de Física 2, por terem assistido a aula sobre o tema da monografia e a todos os professores com quem tive o prazer de estudar aqui na UFC.

“É muito melhor conquistar a sabedoria do que o ouro puro. É mais proveitoso obter o entendimento do que a prata mais valiosa.” (Provérbios 16:16)

RESUMO

Os professores de física tem um desafio a cada aula. Fazer com que os alunos fixem os conceitos físicos, consigam interpretar equações e gráficos. O ensino de física experimental torna esse ensino mais atrativo para os alunos. A busca por novos métodos de ensino é contínua. Em paralelo a escassez dos recursos didáticos nas escolas nos faz inventar um novo método a cada dia. É possível alcançar esse objetivo, dispondo de recursos que estão ao nosso alcance. O smartphone é um dos recursos que temos nas mãos de professores e alunos e podemos utilizar essa ferramenta para nos ajudar. Com isso, o nosso objetivo é buscar também um maior interesse por parte dos alunos, que a partir de uma ferramenta do seu cotidiano, possam assimilar os conceitos físicos, através de simples experimentos. Esse trabalho nos possibilitou demonstrar que o Smartphone é capaz de simular experimentos físicos simples e conseguir captar dados com erros experimentais médios de 2,5%, logo admissíveis para o ensino de física experimental.

Palavras-chave: Ensino de Física; Física Experimental; Acelerômetro.

ABSTRACT

Physics teachers have a challenge at each class. Having the students learning the physical concepts, able to interpret equations and graphs. The experimental physics makes this subject a little more attractive to students. The search for new teaching methods is continuous. At the same time the shortage of resources in schools makes us to invent a new method every day. You can achieve this goal, having resources that are within your reach. The smartphone is one of the resources that we have in hands and we can use this tool to help us. Thus, our goal is also to seek greater interest from students, who from their everyday tool can assimilate the physical concepts through simple experiments. This work has allowed us to demonstrate that with the smartphone is able to simulate simple physical experiments, and be able to capture data with average experimental as small error 2.5%, then permissible for experimental physics teaching.

Keywords: Physics education; Experimental physics; Accelerometer.

LISTA DE ILUSTRAÇÕES

Figura 1 – Modelos de Smartphones existentes no mercado brasileiro        16

Figura 2 – Sensores presentes nos Smartphones        17

Figura 3 – Orientação dos eixos do acelerômetro        18

Figura 4 – Circuito eletrônico do acelerômetro        19

Figura 5 – Acelerômetro em um Iphone 3GS        20

Figura 6 – Exemplo de Acelerômetro Conceitual        21

Figura 7 – Acelerômetro        21

Figura 8 – Acelerômetro disposto em três eixos        22

Figura 9 – Modelo de Acelerômetro capacitivo        22

Figura 10 – Tela do aplicativo Accelerometer        24

Figura 11 – Tela do aplicativo Accelerometer Meter        25

Figura 12 – Tela do aplicativo Mobizen        25

Figura 13 – Circuito elétrico do aparato para simular movimento circular        27

Figura 14 – Aparato para simular o movimento circular        27

Figura 15 – Gráfico do Movimento circular        28

Figura 16 – Base do pêndulo com o Smartphone        30

Figura 17 – Gráfico do pêndulo        30

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