Física experimental com Arduino: ondas em uma corda tensionada

Experimental Physics with Arduino: waves in a tensioned string

Resumo

Neste trabalho foi desenvolvido um aparato para estudo do som emitido por cordas vibrantes utilizando a plataforma Arduino. Cordas de aço e nylon foram fixadas a um dispositivo que permitia aplicar uma força de tração às cordas e investigar a relação entre esta força e a frequência do som emitido utilizando em conjunto com o Arduino, respectivamente, um sensor de força baseado no módulo HX711 e um sensor de áudio baseado no circuito MAX4466. O sinal de áudio foi obtido a partir da conversão analógico-digital (A/D) da tensão elétrica no pino de saída do sensor de som. Para a obtenção de um sinal mais fidedigno, foram implementadas estratégias de programação que permitiram aumentar a velocidade de conversão A/D e diminuir o impacto da latência de comunicação Arduino-PC. Após análise espectral dos sinais de áudio, verificamos uma boa concordância entre previsões teóricas e os resultados obtidos experimentalmente mostrando, assim, que a abordagem adotada pode ser utilizada tanto no desenvolvimento de aulas experimentais como também na confecção de instrumentação para pesquisa na área de acústica.

Palavras-chave:
ondas estacionárias; Arduino; acústica; aquisição de dados