algumas aplicações da fotografia (e do vídeo) digital no
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IPEF 1
Algumas aplicações da fotografia (e do vídeo) digital no ensino de
Física.
IPEF 2
“Uma imagem vale mais do que mil palavras”.
IPEF 3
Equipe: Instrumentação para o Ensino de Física (CEDERJ)
• Profa. Susana de Souza Barros• Prof. Marco Adriano (tutor)• Prof. Helio Salim de Amorim
IPEF 4
Temas explorados na disciplina Instrumentação para o Ensino de Física I:
O Professor como produtor de material de ensino
Recursos áudio - visuais
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Imagens agora, só digitalizadas:
• Câmaras fotográficas e filmadoras digitais;• Escâner (scanner);• Webcam.
IPEF 6
Vantagens:
• Acesso, via PC, a uma grande variedade de programas de tratamento e manipulação;
• Fácil armazenagem e distribuição;• Integração com outras mídias estratégicas para a sala
de aula: por exemplo, o datashow;• PERMITEM A REALIZAÇÃO DE EXPERIÊNCIAS
QUANTITATIVAS.
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1.Realização de pequenos vídeos para a apresentação de fenômenos de difícil reprodução
em sala de aula: o Windows Movie Maker.
IPEF 8
2.Realização de pequenos vídeos para a coleta de dados com o Windows Movie Maker - MHS.
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Pausa para ver o vídeo no windows moviemaker.
IPEF 10
Movimento Harmônico Simples – Sistema Massa Mola.Resultados:
4.8 5.0 5.2 5.4 5.6 5.8 6.0 6.2 6.4 6.6-6
-4
-2
0
2
4
6
R2= 0.996 A = (2.96 ± 0.02) UAB = (0.585 ± 0.004) sC = (4.96 ± 0.08) rad
posi
ção
(UA
)
tempo (s)
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3. Fazendo fotografias estroboscópicas sem lâmpada estroboscópica.
Método antigo:• Lâmpada estroboscópica;• Câmara fotográfica com
controle manual do obturador;• Sala (câmara) escura.
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Método para a câmara digital:
• No modo vídeo, filmamos o movimento de interesse
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• O vídeo é transferido para o computador;
• Utilizamos o programa VirtualDub para selecionar o trecho de interesse e separar os fotogramas.
• Utilizamos o programa ImageJpara superpor os fotogramas numa única foto. Esta é uma autentica fotografia estroboscópica!
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Pausa para usar os programas VirtualDub e ImageJ.
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Resultados:
0 2 4 6 8 10 120
50
100
150
200
250
300 dados experimentais polinômio do segundo grau ajustado
via MMQ (R = 0,9999)
coor
dena
da v
ertic
al (U
A)
tempo (numeração dos fotogramas)
0 2 4 6 8 10 12
-32
-30
-28
-26
-24
-22
-20
-18
-16
-14
-12
v = ∆x / ∆t = (xi+1 - xi) / (ti+1 - ti)
velo
cida
de (U
A)
tempo (UA)
dados experimentais ajuste linear via MMQ
(R= 0.99923)
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Para medir g no sistema SI:
• Podemos usar marcas de referência para a calibração da foto:
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Resultados:
-0.05 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40-20
0
20
40
60
80
100
120
140
160dados: ql_p_b_04data: 09/11/2007
g = 990(8) m/s2
Parameter Value Error------------------------------------------------------------A -0.22038 0.11274B1 203.19863 1.42945B2 494.9139 3.75632------------------------------------------------------------
R-Square(COD) SD N P------------------------------------------------------------0.99999 0.15248 12 <0.0001------------------------------------------------------------
posi
ção
(cm
)
tempo (s)
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0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40
200
250
300
350
400
450
500
550
600
g = 996(18) m/s2
Linear Regression for Data1_F:Y = A + B * X
Parameter Value Error------------------------------------------------------------A 184.63729 4.2424B 995.79661 18.76525------------------------------------------------------------
R SD N P------------------------------------------------------------0.99841 6.56039 11 <0.0001------------------------------------------------------------
velo
cida
de (c
m/s
)
tempo (s)
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Movimento bidimensionais: movimento do centro de massa.
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Resultados:
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
0
20
40
60
80
100
Análise da fotografia CM_3.Data: 26/11/2007
Y (p
ixel
)
X (pixel)
experimental calculado: pôlinomio do 2o grau,
coef. correlação: 0.99974
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0 5 10 15 20 250
50
100
150
200
250
300
350
400
450 Análise da fotografia CM_3Movimento horizontalData: 25/11/2007X
(pix
el)
tempo (1/30 s)
experimental calculado: ajuste linear (R=0,99999)
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Movimento bidimensionais: o pêndulo cônico. Objetivo: verificar a constância da velocidade areolar; estabelecer analogias com a
segunda lei de Kepler do movimento planetário.
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Fotografia estroboscópica correspondente:
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Gráfico correspondente:
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Movimento planetário:
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Resultados:
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 120
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
área
(cm
2 )
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Proposta para o programa:
• Aperfeiçoar a técnica de fotografia estroboscópica digital; Outras aplicações;
• Planejamento do ensino de cinemática envolvendo atividades experimentais baseadas nas técnicas mencionadas;
• Testar a viabilidade de se adotar as técnicas mencionadas em sala de aula; Estudos de adaptação;