Caracterização da velocidade do som no meio por variações de temperatura: abordagem didática experimental.

Abstract

Os experimentos têm se tornado cada vez mais relevantes no ensino de Física e de outras ciências, pois os discentes buscam, atualmente, um papel mais ativo nas atividades desenvolvidas no ambiente escolar. Nesse contexto, as aulas de laboratório têm ganhado destaque em relação à metodologia convencional baseada em quadro e lápis. Além disso, a experimentação sempre foi um recurso eficaz para despertar o interesse dos alunos na aprendizagem da Física, bem como para facilitar a compreensão dos conteúdos dessa disciplina. Diante disso, este trabalho aborda a construção de um experimento interdisciplinar com potencialidade de utilização em diversos contextos de ensino, como por exemplo: termodinâmica, mecânica ondulatória, propriedades acústicas, programação e utilização de interfaces de controle e automação. O experimento consiste na medição da variação da velocidade do som no ar, a pressão constante, para diferentes temperaturas. O aparato experimental foi desenvolvido com base na plataforma Arduino, devido à sua versatilidade para diversas aplicações. Foram utilizados dois sensores: o HC-SR04, responsável pela medição de pulsos ultrassônicos, e o termopar tipo K acoplado ao módulo MAX6675, empregado na medição da temperatura. Por meio da análise dos dados obtidos, busca-se verificar a concordância entre os resultados experimentais e a teoria de propagação das ondas sonoras. Os testes realizados demonstraram que o experimento foi eficaz na reprodução dos resultados esperados teoricamente, embora tenham sido observadas algumas flutuações em determinados valores de temperatura. Dessa forma, considerando seu grau de confiabilidade e seu baixo custo de produção, o experimento se apresenta como uma ferramenta relevante para enriquecer o ensino sobre ondas sonoras.