Desenvolvimento de um Software Educativo com interface gráfica voltado para a teoria das oscilações utilizando o Matlab, Notas de estudo de Engenharia de Materiais

Desenvolvimento de um Software Educativo com interface gráfica voltado para a teoria das oscilações utilizando o Matlab, Notas de estudo de Engenharia de Materiais

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II Jornada de Iniciação Científica do programa de educação tutorial - PET 2007
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H Jomada de Iniciação Cientifica do Programa de Educação Tutorial — PET, 2007 DESENVOLVIMENTO DE UM SOFTWARE EDUCATIVO COM INTERFACE GRÁFICA VOLTADO PARA A TEORIA DAS OSCILAÇÕES UTILIZANDO O MATLAB Mychellangelo dos Santos Soares”, Jair Roberto Pinheiro Vaz? (jair.roberto(O gmail.com), Jerson Rogério Pinheiro Vaz” GersonQufpa.br) 1 Integrante do Grupo PET Engenharia de Materiais — Universidade Federal do Pará — CEP: 68505-080. 2 Aluno do Curso de Sistema de Informação — Faculdade de Estudos Avançados do Pará — CEP: 66000-0000 3 Prof. Assistente I — Departamento de Engenharia de Materiais - Universidade Federal do Pará — CEP: 68505-080. RESUMO O desenvolvimento de software educativo tem alcançado grandes proporções, uma vez que constitui uma ferramenta importantíssima para o programa de inclusão digital promovida pelo Governo Federal em todo o Brasil. Várias escolas do ensino médio, nas grandes capitais, têm implementado cursos de informática utilizando softwares nas áreas de Matemática, Física, Química e Biologia, entre outros. Entretanto, nas regiões interioranas ainda é muito remota, ou quase inexistente, a utilização de tais softwares. No município de Marabá as escolas enfrentam problemas como, a falta de softwares e de profissionais qualificados para a ministração de cursos assistidos por computador. O presente trabalho mostra o software “Oscillation” desenvolvido no Campus II da Universidade Federal do Pará no município de Marabá com o apoio de um aluno do Curso de Sistema de Informação da Faculdade de Estudos Avançados do Pará. Sua aplicação restringe-se ao ensino da teoria das oscilações. Palavras-Chave: Software Educativo, Teoria das Oscilações, Matlab 1. INTRODUÇÃO A inclusão digital, programa desenvolvido pelo governo federal em todo Brasil vem melhorando a qualidade do ensino público em todo país. Parceria com Universidades publica Federal e Instituições de ensino Superior e Tecnológico vêm alcançando grandes proporções. O programa incentiva o desenvolvimento de softwares educativo implementado nos cursos de informática integrado à rede de ensino público “ensino médio” nas grandes capitais, utilizando softwares nas áreas de matemática, física, quimica, e biologia entre outros, entretanto nas regiões interioranas ainda não se disponibilizam de tais softwares. No município de Marabá as escolas enfrentam problemas como, a falta de softwares e profissionais qualificados para a manutenção dos cursos assistidos por computador. O presente trabalho mostra o software “Oscillation” (MATSUMOTO, 2004) como uma proposta de um programa educativo, desenvolvido no Campus II da Universidade Federal do Pará no município de Marabá. E que, já, está sendo implementado nos cursos de Engenharia de Materiais e Engenharia de Minas e meio ambiente, direcionado ao estudo e aplicações da teoria das oscilações (TIPLER, 2000 e HALLIDAY, RESNICK e KRANE, 2003). 2.0 PROGRAMA OSCILLATION O desenvolvimento do software foi realizado utilizando a linguagem, não compilada, MATLAB 6 (MATHWORKS, 2006). A Figura 1 apresenta a tela de entrada do software Oscillation. Observe que a janela inicia com três icones de entrada, correspondentes ao Movimento Harmônico Simples - MHS, Oscilação Forçada e Ressonância (TIPLER, 2000 e HALLIDAY, RESNICK e KRANE, 2003). Com saída no lado direito inferior da tela. HW Jomada de Iniciação Científica do Programa de Educação Tutorial — PET, 2007 Software Educativo ARA LILA Figura 1 — Janela de apresentação do Software A Figura 2 apresenta a Janela do MHS, que disponibiliza três recursos para fazer os seguintes estudos: deslocamento, velocidade e aceleração no MHS (TIPLER, 2000 e HALLIDAY, RESNICK e KRANE, 2003), com as respectivas entradas presentes na tela. e cr Ie fondo Deslacamanto. Figura 2 — Janela de apresentação do Movimento Harmônico Simples. A Figura 3 mostra a janela que plota o gráfico da função deslocamento, esta possibilita ver a entrada de dados para a amplitude, velocidade angular, e o ângulo de fase através, das quais o gráfico do deslocamento versus tempo é construído. HW Jomada de Iniciação Científica do Programa de Educação Tutorial — PET, 2007 PERA Figura 3 — Janela de apresentação da função deslocamento no Movimento Harmônico Simples. A Figura 4 apresenta a janela da função velocidade, onde o gráfico é construído após o fornecimento dos dados de entrada na janela. Figura 4 — Janela de apresentação da Função Velocidade no Movimento Harmônico Simples. A Figura 5 mostra a janela da função aceleração, apartir de valores fornecidos no programa Pplota-se o gráfico da função aceleração no MHS. HW Jomada de Iniciação Científica do Programa de Educação Tutorial — PET, 2007 Figura 5 — Janela de apresentação da Função Aceleração no Movimento Harmônico Simples. A Figura 6 apresenta a janela que plota as funções deslocamento, velocidade e aceleração juntas. Após fomecer os dados no programa, o mesmo mostrará a construção gráfica das respectivas funcões. Figura 6 — Janela de apresentação das Funções Deslocamento, Velocidade e Aceleração no Movimento Harmônico Simples. A Figura 7 mostra a janela da oscilação forçada, observa-se a oscilação atenuada da função deslocamento em virtude de uma resistência viscosa imposta pelo meio (SHAMOS, 1987). H Jomada de Iniciação Científica do Programa de Educação Tutorial — PET, 2007 Figura 7 — Janela de apresentação da Oscilação Forçada A Figura 8 mostra a janela do deslocamento na ressonância, atravez desta visualiza-se os ícones para a construção das funções deslocamento e amplitude. Deslacamento. Ampltude Software Educati Implomortada por: Tai Figura 8 — Janela de apresentação da Ressonância No caso da função deslocamento (Figura 9) são verificados os seguintes parâmetros de entradas: força excitadora, frequência natural, frequência forçada, ângulo de fase, massa do sistema e constante de amortecimento. Após a entrada dos respectivos parâmetros o gráfico deslocamento versus tempo é mostrado (WHITROW, 1991, FALK, BRILL, STORK, 1986). HW Jomada de Iniciação Científica do Programa de Educação Tutorial — PET, 2007 nn Ro O Figura 9 — Janela de apresentação da Função Deslocamento na Ressonância A Figura 10 apresenta a janela da Função Amplitude na Ressonância. Os parâmetros de entrada são: força excitadora, frequência natural, frequência forçada, ângulo de fase, massa do sistema e constante de amortecimento (SHAMOS, 1987). Após a entrada dos respectivos parâmetros o gráfico amplitude versus frequência excitadora é mostrado. Verificando a faixa de aceitação de cada função de acordo com os cálculos realizados no programa. RR - CADA re rr Figura 10 — Janela de apresentação da Função Amplitude na Ressonância HW Jomada de Iniciação Científica do Programa de Educação Tutorial — PET, 2007 3. CONCLUSÃO A elaboração de software educativo corresponde a uma grande ferramenta para o melhoramento do ensino público no Brasil, que atinge diferentes segmentos corporativos sociais, o que possibilita o processo de inclusão digital como maneira de promover a educação continuada de qualidade. Desta forma, há necessidade de incentivos à projetos de pesquisa, para a elaboração dos mesmos, para uma melhor inserção tecnológica. O desenvolvimento do software educativo voltado para os cursos de graduação de engenharia no Campus II da Universidade Federal do Pará no município de Marabá, prova que é possível um amplo desenvolvimento tecnológico, mesmo em 1egiões remotas e desprovidas de recursos, desde que se tenha uma atenção, e incentivos para desenvolver tais projetos. Parcerias são essenciais para o sucesso de qualquer processo, seja tecnológico, social ou corporativo. Como trabalho futuro está a implementação de novas rotinas no programa, para que sua aplicabilidade se torne cada vez melhor em termos de conteúdo. 4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS MathWorks, 2006, Documentation for functions is available online at MATLAB website: http:/Awww mathworks.com/access/helpdesk/help/techdoc/ref/ode45 shtml, last access: 06/01/2006 MATSUMOTO, É. Y., “Matlab 7: Fundamentos”, ed. 1, Érica, São Paulo, 2004. FALK, D., BRILL, D. e STORK, D. “Seeing the light: optics in nature, photography, color, vision and holography”. New York, Harper e Row, 1986. SHAMOS, M. Great Experiments in Physics. New York, Dover, 1987. WHITROW, G.J. The measurement of time - its role in Scientific thought since Galileo. Interdisciplinary Science Reviews, v.16, n. 4: 367-373, 1991. HALLIDAY,D., RESNICK, R. and KRANE, K. “Física 2”, ed 5, Vol2. LTC, Rio de Janeiro, 2003. TIPLER, P., “Física 2”, ed. 4, vol 3 LTC,2000.
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