"A Transversalidade da Ciência, Tecnologia e Inovações para o Planeta"
5 a 7 de outubro de 2021
Trabalho 14977
| ISSN | 2237-9045 |
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| Instituição | Universidade Federal de Viçosa |
| Nível | Ensino médio |
| Modalidade | Pesquisa |
| Área de conhecimento | Ciências Exatas e Tecnológicas |
| Área temática | Física Geral |
| Setor | Colégio de Aplicação - Coluni |
| Bolsa | PIBIC Ensino Médio |
| Conclusão de bolsa | Sim |
| Apoio financeiro | CNPq |
| Primeiro autor | Eduardo Barros Guimarães |
| Orientador | JOSE MARCELO GOMES |
| Outros membros | GUSTAVO PASSOS RIBEIRO |
| Título | Análise tridimensional de foguetes de PET com sensores |
| Resumo | Um dos problemas mais comuns da cinemática envolve a determinação da posição de um corpo no espaço por meio de informações que se tem sobre ele, seja sua velocidade, sua aceleração, a duração do movimento ou sua posição inicial. O desenvolvimento das leis da cinemática e do cálculo diferencial e integral da parte de Newton facilitou a sua determinação, porém, essa tarefa se mostra muito difícil na prática. Com motivação vinda da Mostra Brasileira de Foguetes (MOBFOG) da Olimpíada Brasileira de Astronomia e Astronáutica (OBA), pretende-se usar sensores digitais para determinar a posição de um foguete de polietileno (PET) com precisão máxima, mas mantendo um baixo custo. Para tal foi utilizado o sensor MPU-6050, capaz de medir a aceleração relativa aos eixos do sensor e a velocidade angular em torno de cada um deles, e os módulos Raspberry Pi 4, um embarcado programável que grava esses dados obtidos do sensor. Para a representação e análise dessas medições foi feito um programa na linguagem Python a fim de monitorar os dados. Essa aplicação fornece a possibilidade de plotagem dos dados como diferentes formas de medição da rotação, gráficos da aceleração, da velocidade e da posição e gráficos em três dimensões representando a translação e rotação do sensor. Pela velocidade angular foi possível obter os ângulos de rotação em cada eixo, permitindo a determinação dos quatérnions para a correção das direções dos vetores base, o que clarificou o dado da aceleração. A partir dessa, obteve-se a posição do corpo pelo método numérico de integração trapezoidal. Em uma primeira análise, percebeu-se um deslize aproximadamente linear na função da velocidade, o que garantiu o desenvolvimento de um processo de filtragem, usando ferramentas estatísticas na aceleração e na velocidade, o que fez com que a precisão dos dados aumentasse. Após essa correção e posterior determinação da posição, a função de plotagem tridimensional facilitou a comparação da trajetória real com a trajetória obtida pela filtragem dos dados. A fim de diversificar as fontes de análise, foi desenvolvido um aplicativo para celular que mede a distância entre o ponto inicial e o ponto final da trajetória do foguete por meio de sistemas de geolocalização, conhecidos como GPS (Global Positioning System). Isso garantiu a observação de, pelo menos, duas dimensões do movimento com duas ferramentas diferentes. |
| Palavras-chave | acelerômetro, giroscópio, trajetória |
| Forma de apresentação..... | Vídeo |
| Link para apresentação | Vídeo |
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