sexta-feira, 20 de junho de 2014

Relatório - Telefone de Latinha



I parte – Pesquisa:       


a) Da onde vem à invenção do telefone?
      R: Há muita discordância sobre quem inventou o telefone, alguns atribuem esse feito a Alexander Graham Bell, sendo considerado o verdadeiro inventor. Entretanto, como reconheceu o Congresso dos Estados Unidos através da resolução 269, de 15 de junho de 2002, o aparelho foi inventado por volta de 1860 pelo italiano Antonio Meucci, que o chamou de "telégrafo falante". Ele criou o telefone com a necessidade de falar com sua esposa que era doente. Ele descobriu a possibilidade de transmitir sons por meio de cabos elétricos por acaso, enquanto pesquisava os efeitos das descargas elétricas no corpo humano.


Fontes: http://www.tecmundo.com.br/ciencia/20570-graham-bell-ou-antonio-meucci-quem-inventou-o-telefone-.htm
http://telmecanico.blogspot.com.br/


b) Qual a origem do telefone de latinha?
       R: Em 1667, um físico de nome Robert Hooke sugeriu o uso de um fio esticado para transmitir o som, chamado de “emprego do fio esticado”.


Fontes:http://www.ebah.com.br/content/ABAAAfRLgAE/historia-das-comunicaes-das-telecomunicaes-upe
http://www.cyberartes.com.br/artigo/?i=405&m=43


c) Qual a acústica de um instrumento de corda? (estudo físico)
      R: O som é medido fisicamente por três grandezas: a intensidade, a frequência e o timbre. Intensidade refere-se à amplitude das oscilações da pressão do ar; Frequência é o número de vezes que a oscilação ocorre por unidade de tempo; E timbre é relativo à presença de harmônicos no som. Nos instrumentos de corda, as mesmas quando acionadas provocam compressões e rarefações no ar, chamadas ondas sonoras. Também chamada de cordas vibrantes, as cordas dos instrumentos musicais, quando vibram produzem ondas transversais que, superpondo-se às refletidas nas extremidades, originam uma onda estacionária. O estudo dos instrumentos de corda está baseado na teoria das ondas estacionárias, ou seja, na frequência das ondas sonoras que as cordas emitem. Essas frequências naturais dependem de três fatores: a densidade linear das cordas (a massa da corda dividida pelo volume que a mesma ocupa), o módulo da tração a que elas estão submetidas (se a corda está mais apertada ou frouxa no braço do instrumento) e o comprimento linear da corda. Isso significa que podemos alterar a altura das notas e sua afinação ao mudar qualquer uma dessas características: se duas cordas possuem a mesma densidade e comprimento, a que sofrer maior tensão produzirá notas mais agudas. Cordas mais longas produzem notas mais graves que as cordas mais curtas. Cordas mais grossas (com maior densidade linear) produzem notas mais graves que as mais finas. Os instrumentos utilizam variações dessas características para definir a frequência fundamental de cada corda. Há instrumentos em que todas as cordas têm o mesmo comprimento, mas a tensão e espessura variam, como a guitarra. Tensão é uma reação força aplicada por uma corda esticada (corda ou um objeto similar) sobre os objetos que se esticar. A direção da força de tensão é paralela à corda, longe do objeto exercendo o alongamento.
Como a corda tem extremos fixos, este serão pontos de interferência destrutiva (nós). Entre os extremos da corda haverá a formação de certo número "n" de ventres. Sendo "L" o comprimento da corda e "¥" o comprimento de onda temos que:
a) n=1 ---> L=1. (¥/2) ---> L=¥/2
b) n=2 ---> L=2. (¥/2) ---> L=¥
c) n=3 ---> L=3. (¥/2) ---> L=3¥/2 d)n=n ---> L=n.(¥/2) (fórmula geral).


Fontes: http://www.if.ufrgs.br/tex/fis01043/20032/Ismael/instrumentos_acusticos_de_cordas.htm
http://www.cdcc.sc.usp.br/ciencia/artigos/art_25/musica.html
http://www.ebah.com.br/content/ABAAABaY8AB/instrumentos-corda-fisica-1
http://www.cdcc.sc.usp.br/ciencia/artigos/art_25/musica.html
http://www.ebah.com.br/content/ABAAABaY8AB/instrumentos-corda-fisica-1


II parte – Testes:



      OBJETOS UTILIZADOS   /  LINHAS
Nylon
Barbante
Linha de costura
       Copo pequeno de acrílico e um copo de plástico
          10 palavras em dois minutos.
      O som chegava melhor e foi possível entender um numero maior de palavras. 12 palavras por um minuto.
         10 palavras em dois minutos.
    Dois copos descartáveis
          8 palavras por 2   minutos.
        O som ficou melhor que no teste anterior, mas algumas palavras ainda saiam abafadas. 25 palavras por 2 minutos.
         15 palavras por dois minutos.
     Dois copos de isopor (um pequeno e um grande)
          20 palavras por 2 minutos.
      Esse foi o melhor telefone que conseguimos até agora. O som ficou bem melhor e foi possível entender um numero bem maior de palavras. 30 palavras por dois minutos.
         15 palavras em dois minutos.
    Dois copos de papelão
          8 palavras em um minuto.
      O som ficava bem abafado em alguns momentos. 8 palavras em dois minutos.
         7 palavras em um minuto.






















      No primeiro teste feito pelo grupo (fio de nylon) usamos o mesmo texto para todos os copos: “A força de interação entre duas cargas pontuais de módulos Q1 e Q2, separadas por uma distancia d, tem módulo proporcional ao produto das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas”.Já no segundo teste (barbante) para todos os copos as palavras passadas foram: “Os humanos apresentam tuno digestivo com boca, faringe, esôfago, estômago, intestino delgado, intestino grosso e ânus, ao qual estão associadas glândulas salivares, o fígado e o pâncreas (glândulas anexas)”. E no terceiro teste (linha de costura) foram utilizadas as seguintes palavras: “Em um mesmo eletrodo pode haver oxidação ou redução, dependendo da situação. O esquema abaixo mostra como, analisando os valores de potenciais de redução, podemos comparar a tendência de espécies químicas atuarem como agente oxidante ou agente redutor em processos de óxido-redução”.
E de acordo com a tabela pode ser notado o desempenho do grupo em cada teste e material utilizado. Vale ressaltar também que realizamos nosso teste como os realizados em sala de aula, não deixando passar nenhuma letra ou acento errados.


III Parte - Descrevendo o Projeto:


a) Através de desenhos, fotos ou vídeos ensine como construir um telefone de Latinha vitorioso.
   1º passo: pegue dois copos de isopor, sendo estes de tamanho diferentes, como mostrado no lado direito da foto abaixo;


      2º passo: pegue 10 metros ou um pouco mais do fio barbante de tamanho médio, para ligar um telefone ao outro.

           3º passo: pegue um prego pequeno e esquente-o, de moro que quando encosta-lo no fundo dos copos, os fure com facilidade. 


   4º passo: nos furos feitos passe o fio de fora para dentro, fazendo um nó em cada ponta de tamanho suficiente para que o fio não escape quando puxa-lo;


      5º passo: certifique-se que no meio do fio não há nenhum nó e que o fio realmente possui 10 metros; 


      6º passo: agora que o telefone está pronto é só testa-lo para ver se funciona  direitinho.


b) Cite 5 conceitos físicos presentes no experimento e explique a relação dos conceitos dentro do experimento.

-Onda Mecânica: precisa de um meio material para que essas ondas possam se propagar. No caso do telefone de latinha, o meio material são os fios utilizados e para que haja a propagação o fio tem de estar bem esticado.

- Interferência: quando dois pulsos se deslocam em direções opostas em uma corda, ocorrem interferências, podendo ser construtiva ou destrutiva, dependendo do lado da corda no qual o pulso se encontra. Se os dois estiverem do mesmo lado da corda, a interferência é construtiva somando as amplitudes das ondas, já se eles estiverem em lados diferentes acontece interferência destrutiva, e as amplitudes dos pulsos são subtraídas.

- Difrações: ao posicionar um obstáculo o meio de propagação a onda, a propagação se espalha, fazendo com que a onda não se desloque apenas em linha reta, mas em várias direções.-

 Tensão: é a grandeza da força de tração exercida sobre uma corda ou um fio ou um sólido por um objeto. No telefone ele se dá por meio do fio bem esticado onde ele vibra quando uma pessoa fala até o som chegar para a pessoa que escuta

.- Refração: quando uma onda se propaga de um lugar para outro, ela irá sofrer mudanças em sua velocidade e em sua direção.


Fonte: http://www.mundoeducacao.com/fisica/reflexao-refracao-difracao-das-ondas.htm
http://macao.communications.museum/por/exhibition/firstfloor/moreinfo/1_1_7_TinCanTelephones.html


c) Indique a função de cada elemento do grupo (de maneira detalhada) no projeto do telefone de Latinha.
      R: As duas integrantes, Julia e Milena, realizaram o trabalho igualmente durante toda a competição, como a busca por materiais que construíssem um telefone satisfatório, a construção dos telefones usados para os testes e competições em sala e a construção do relatório.

d) Responda características físicas do experimento:

I. Qual a frequência da voz humana?
A voz do homem tem frequência que varia entre 100 Hz e 200 Hz e a da mulher, entre 200 Hz e 400 Hz.

II. Qual a velocidade do som no ar?
No ar, em condições normais de pressão e no nível do mar a uma temperatura de 20° C, as ondas sonoras se propagam a aproximadamente 343 m/s.

III. Qual o comprimento de onda da voz humana? 


e) Por que o seu telefone de latinha é o melhor?
R: Nosso telefone de latinha é o melhor, pois procuramos desde o início da competição nos informar mais sobre o assunto para assim, melhorarmos nosso telefone e termos resultados satisfatórios com o mesmo. Fizemos isso por meio de trocas de fio e de material para construção.


f) Cite problemas e soluções durante o trabalho
R: Os primeiros telefones construídos (copo de acrílico + copo de plástico e duas latas) funcionavam bem, mas ainda não davam o resultado que queríamos desse modo pesquisamos quais objetos eram melhores na propagação do som e fizemos os testes com os novos “aparelhos” e chegamos à conclusão que o telefone feito de isopor foi o melhor de todos até o momento. Outro problema encontrado pelo grupo foi o pouco conhecimento sobre Estados e Capitais do mundo, encontrando como solução o estudo melhor dos temas.


g) Conclua o Trabalho:
R: Ao concluirmos o final do trimestre, e com isso a competição do telefone de latinha, chegamos à conclusão que por meio desta, nosso aprendizado sobre acústica e conceitos de física ligados ao telefone foi muito bom. Ao estudarmos todos os conceitos e com a procura incessante por materiais adequados, notamos que para a construção de um bom telefone de latinha, é necessário muito empenho. Outro ponto que podemos citar foi que este projeto, como todos os anteriores e todos os que virão pela frente nos mostra que a física está presente em tudo, até nas coisas mais simples, como o telefone, ou até mesmo a voz.

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