sexta-feira, 20 de junho de 2014

Relatório Telefone de Latinha - 1ª Parte

Invenção do telefone:
A ideia da construção do telefone veio após a invenção do telégrafo, onde surgiu a curiosidade: e se pudessem mandar, ou invés de escritas, mensagens faladas? Vários cientistas passaram a inventar melhorias nos telégrafos, criando novas frequências que permitiam que mais de uma mensagem fosse enviada ao mesmo tempo (multiplexação), com isso, a invenção do telefone ficou mais fácil, por funcionar de forma parecida.
Atribui-se a invenção do telefone ao escocês Alexander Graham Bell, que a patenteou, porém, é difícil de dizer, quem realmente inventou-o, devido à quantidade de pessoas que trabalhavam para desenvolvê-lo na época, não se sabe ao certo quem fez o primeiro telefone. Há também indícios de que o inventor pode ter sido Antonio Meucci. Italiano, nascido em Florença, Meucci foi formado em engenharia química e industrial, fazia estudos sobre os efeitos de descargas elétricas no corpo humano e, por acaso, teria descoberto a possibilidade de transmitir sons elétricos através de cabos telegráficos. Com o tempo, após muitos aprimoramentos, desenvolveu um sistema que o permitia se comunicar com sua mulher enferma do prédio ao lado em que Meucci trabalhava, este instrumento foi chamado por ele de “telettrofono”. Porém, devido a problemas financeiros, acredita-se que Meucci tenha vendido o protótipo do telefone, ficando assim sem o reconhecimento pelo invento, até o ano de 2002, em que o Congresso dos EUA reconheceu-o, por meio da resolução269, mas sem a anulação ou modificação da patente de Bell.
No telefone tem-se, um sistema parecido com o de um telégrafo, a incorporação de um alto-falante e um microfone: em que este possui uma membrana que vibra junto com o ar sempre que algum som é produzido, essas vibrações empurram uma peça dentro do microfone que produz o sinal elétrico que se propagará dentro do fio, reproduzindo diferentes frequências dependendo da vibração de sons mais graves ou agudos; Ao chegar ao outro lado da linha, ocorre o processo inverso. Os sinais elétricos empurram uma membrana, que empurrando o ar em volta, as mesmas frequências são produzidas, reproduzindo o som transmitido.

Inicialmente, para se fazer uma ligação era preciso ligar para uma central, onde ela encaminharia a ligação para outro telefone. Foi somente no início do século XX que este processo foi automatizado, com os telefones ganhando seus próprios números e permitindo ligações diretas de um para outro.


Invenção do telefone de latinha:

Em 1667, o físico inglês Robert Hooke propõe o emprego do “fio esticado” para transmissão do som, através de duas latinhas e um cordão bem esticado.
O telefone de latinha funciona de forma parecida do telefone normal, porém, é claro, de forma bem mais rústica e simples. Quando falamos pela latinha junto com a aplicação de tensão no fio, o som vibra pelo fio chegando até a outra lata, permitindo que a pessoa neste escute o que foi falado da outra extremidade do fio.


Acústica: instrumentos de corda

Nos instrumentos de corda, como violão, violino, guitarra, piano, entre outros, o som é produzido através de cordas (cordas vibrantes) que, quando tensionadas, produzem compressões e rarefações no ar, as chamadas ondas sonoras. Existem diversos princípios físicos presentes em instrumentos de corda como: tensão e a refração do ar, a propagação do som no espaço quebrando o momento "estável" das ondas de ar com o movimento das cordas (Em instrumentos como o violão, por exemplo, as cordas vibrantes quando vibram produzem ondas transversais que, superpondo-se às refletidas nas extremidades, originam uma onda estacionária. O modo mais simples de vibração da corda caracteriza sua frequência fundamental, correspondente à vibração entre as extremidades de fixação da corda (nós) e um ponto médio. O segundo modo de vibração corresponde aos nós das extremidades e a um nó no ponto central. O terceiro modo corresponde a mais um nó entre os nós extremos, e assim, cada novo modo de vibração corresponde a mais um nó intermediário.) a acústica depende de frequências baixas, chamadas de modo fundamental, e de frequências altas. O lugar onde o som se propaga depende da acústica para alcançar maiores distancias (medidas em tempo e espaço) e da acústica dos próprios instrumentos reproduzidos, sejam de cordas, como violao ou voz, ou de sopro.

Referências: http://www.brasilescola.com/fisica/a-fisica-os-intrumentos-musicais.htm
http://www.mundoeducacao.com/fisica/instrumentos-corda.htm

Relatório Telefone de Latinha - 2ª Parte



Barbante
Palavras
Tempo
Copo de requeijão
Som baixo
5 certas
1 minuto
Copo Plástico (2 em cada extremidade)
Som baixo porém claro
4 certas
2 erradas
1 minuto
Lata de Nescau (com a tampa e sem o fundo)
Som alto porém com dificuldade para entender
4 certas
2 minutos


Linha de crochê
Palavras
Tempo
Copo de requeijão
Som baixo e claro
5 certas
1 minuto
Copo Plástico (2 em cada extremidade)
Som normal e ótimo desempenho
12 certas
1 minuto
Lata de Nescau (com a tampa e sem o fundo)
Som baixo e péssimo desempenho
2 certas
1 minuto


Palavras
Tempo
Copo de requeijão
Som baixo e incompreensível
0 certas
2 erradas
1 minuto
Copo Plástico (2 em cada extremidade)
Som bem baixo, qualquer barulho de fora atrapalha a comunicação
4 certas
2 erradas
1 minuto
Lata de Nescau (com a tampa e sem o fundo)
Som bom, mas é difícil de entender facilmente as palavras
2 certas
1 errada
1 minuto


O telefone com copos de plástico teve um ótimo desempenho.  O testamos com o rádio ligado com música perto e as palavras ainda eram bem fáceis de serem entendidas. Logo depois fizemos um teste com o telefone de dois copinhos de danone que estamos usando na competição em sala para compararmos e conseguimos 17 palavras em 1 minuto. 

Relatório Telefone de Latinha - 3ª Parte

(A) Através de desenhos, fotos ou vídeos ensine como construir um telefone de Latinha vitorioso.

  Separar e lavar dois copinhos pequenos de danone, e outros dois de tamanho maior.


Fazer um furo bem pequeno no fundo de cada copinho e em cada extremidade do fio que será usado, uni-los como mostra a figura


Colocar os copinhos menores dentro dos maiores, sem deixá-los caírem totalmente. 


 Utilizar um fio comprido ( 10 metros ) e deixá-lo bem esticado na hora de utilizar o telefone.



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

Ondas sonoras são ondas mecânicas – que só se propagam em um meio material - são geradas por objetos em vibração como cordas vocais e instrumentos musicais que provocam o movimento periódico ou oscilação das moléculas dos meios materiais – sólidos, líquidos ou gasosos. Esse tipo de onda é a que se propaga através do fio utilizado no telefone, que no caso é o meio material.

Timbre é característica sonora que nos permite distinguir sons da mesma frequência que foram produzidos por fontes sonoras diferentes. O timbre da voz humana é diferente do timbre de um piano que é diferente do de um violino, mesmo que tenham a mesma frequência. Isso que nos permite diferenciar o som da voz humana de qualquer outro som que possa se propagar através do fio do telefone.


A velocidade de propagação de uma onda sonora não depende da sua frequência, mas, sim, exclusivamente, do meio em que ela se propaga. Assim, podemos dizer que, em determinado meio, as ondas sonoras se propagam com a mesma velocidade. Esse conceito pode interferir muito no funcionamento do telefone, uma vez que dependendo do fio utilizado para sua construção, a onda sonora pode chegar mais rapidamente ao ouvinte.

A intensidade do som esta ligada à amplitude das vibrações (e, portanto à energia transportada pela onda sonora); é a qualidade pela qual um som forte (grande amplitude — muita energia) se distingue de um som fraco (pequena amplitude — pouca energia). Para que o som transportado pelo telefone seja facilmente reconhecido pelo ouvinte é necessário que haja uma grande amplitude.

A altura do som é a qualidade que distingue um som baixo (grave) de um som alto (agudo). Portanto um som baixo tem baixa frequência e um som alto tem alta frequência.  A voz do homem tem frequência que varia entre 100 Hz e 200 Hz e a da mulher, entre 200 Hz e 400 Hz. Portanto, a voz do homem costuma ser grave, ou grossa, enquanto a da mulher ser aguda, ou fina. Isso influencia no propagação do som pelo fio do telefone, pois alguns materiais são melhores para sons agudos e sons graves.

http://ww2.unime.it/weblab/awardarchivio/ondulatoria/acustica.htm#Produção do Som
http://ainesrodrigues.wordpress.com/2011/01/30/caracteristicas-do-som-frequencia-amplitude-e-timbre/

(C) Indique a função de cada elemento do grupo (de maneira detalhada) no projeto do telefone de Latinha.

Cada componente do grupo 8 ficou responsável por parte do projeto e de seu relatório. A Juliane Godoy ficou responsável pela primeira parte da pesquisa, que consistia em realizar uma pesquisa detalhada sobre o histórico do telefone e do telefone de latinha. Já a terceira parte do relatório ficou por conta da Leticia Bueno, que se responsabilizou por pesquisar e explicar os conceitos físicos e descrever o projeto. Por fim, a construção, os testes e portanto a segunda parte do relatório ficaram por conta da Gabriela Alvissus, da Marianna Marques e da Luana Braga, que puderam se reunir para construírem os vários telefones que foram testados e garantirem que o melhor fosse escolhido para a competição.

D) Responda características físicas do experimento:

D1: 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.

D2: Qual a velocidade do som no ar?

A velocidade do som no ar é de aproximadamente 346 m/s

D3: Qual o comprimento de onda da voz humana?

Uma vez que o comprimento de onda é medido através da razão entre a velocidade do som e a frequência, o comprimento de onda da voz humana é entre 3,46 m e 0,85 m.

Referência: http://ww2.unime.it/weblab/awardarchivio/ondulatoria/acustica.htm#Produção do Som

(E) Por que o seu telefone de latinha é o melhor?

Durante os testes em sala construímos telefones que talvez não fossem os mais adequados para a perfeita propagação do som de nossa voz, mas ao longo do tempo fomos aprimorando os que já tínhamos e percebemos as evoluções. Para o relatório fizemos vários outros testes para por fim decidirmos qual é o melhor. Durante os testes de sala também testamos quais componentes do grupo eram melhores para falar e para ouvir e, após o esforço, acreditamos que estamos com o telefone perfeito para nosso grupo ir muito bem na competição.

(F) Cite problemas e soluções durante o trabalho?

Não tivemos grandes problemas durante o trabalho visto que o projeto não era dos mais complexos de se construir. Durante um dos testes feitos na escola o fio do telefone se arrebentou e por isso fomos um pouco prejudicadas, mas conseguimos consertá-lo na hora para continuarmos.

(G) Conclua o Trabalho.


O grupo concluiu que o projeto do telefone de latinha é um projeto que depende muito dos testes e do trabalho em grupo. Gostamos do projeto porque já era um objeto que conhecíamos e pudemos entender a explicação física por trás dele, além da construção ser fácil e que pudemos perceber a evolução ao longo do tempo.