MechanikZ

Este aplicativo gratuito, sem anúncios e compatível com proteção de dados foi desenvolvido especialmente para aulas de física. As instruções do experimento e uma versão para dispositivos mais antigos podem ser encontradas em https://spaichinger-schallpegelmesser.de. O conhecimento físico dos sistemas de referência é necessário para a operação correta e avaliação dos dados. Para iniciar uma medição, toque em "Iniciar" e depois em "Medição com gravitação" ou "Medição (plano inclinado)". Se a medição não começar nesse momento, o acelerômetro foi desativado no seu dispositivo. Normalmente, isso pode ser corrigido desligando o dispositivo e reiniciando-o após cerca de 5 minutos. Este aplicativo usa o sensor de aceleração 3D para determinar o vetor de aceleração. A seta do vetor é exibida junto com a seta do vetor da força em tempo real em um sistema de coordenadas 3D. Além disso, o aplicativo calcula o vetor de velocidade e posição por meio da integração. Os valores medidos dos componentes desses vetores são mostrados em diagramas junto com os valores de aceleração, os valores de impulso e os valores de força. Se o smartphone ou tablet tiver um sensor giroscópio 3D, as velocidades angulares também são registradas usando o sensor giroscópio 3D e também exibidas como gráficos. Um ajuste funcional é integrado ao aplicativo para avaliar todos os valores medidos. Aqui, polinômios de 0 a 4 graus e funções seno podem ser selecionados como termos de função. Opcionalmente, uma otimização para oscilações harmônicas pode ser ativada antes ou depois da medição. Nesta otimização, os valores iniciais para vx (t) e sx (t), vy (t) e sy (t) ou vz (t) e sz (t) são automaticamente otimizados para uma oscilação harmônica e baixa as imprecisões de integração de frequência são otimizadas automaticamente. Filtros passa-altas são eliminados automaticamente, de forma que diagramas e ajustes senoidais muito bons geralmente são produzidos. O aplicativo também possui um filtro passa-baixa que pode ser configurado ou ligado e desligado mesmo após a medição. Isso permite que interferências de alta frequência, como vibrações, sejam filtradas. Além disso, depois de realizar o ajuste da função, as tangentes aos gráficos das funções de ajuste sx (t) e vx (t), sy (t) e vy (t) ou sz (t) e vz (t) podem ser exibidas . Isso é útil, por exemplo, para calcular a relação entre sx (t), vx (t) e ax (t).

Além disso, os resultados da medição podem ser salvos, abertos, enviados e recebidos como um arquivo CSV. Uma rotina de calibração eficaz que pode corrigir o deslocamento de zero, erros de escala e até mesmo a não ortogonalidade dos eixos do acelerômetro também é implementada. Observe que esta calibração não pode corrigir o ruído considerável do sensor de aceleração, possíveis dependências de temperatura e histerese. Este aplicativo permite medições rápidas e avaliações simples. No entanto, a precisão deste aplicativo, especialmente os vetores de velocidade e posição, é limitada pelos erros consideráveis ​​do sensor de aceleração. Como resultado da integração ou dupla integração, o erro residual presente após a calibração aumenta linear ou quadraticamente ao longo do tempo. Isso geralmente leva a erros consideráveis ​​nos valores de velocidade e localização, ocorrendo após apenas alguns segundos. No caso de experimentos que geralmente são de muito curto prazo em física, isso geralmente não é um problema.

Se você tiver alguma dúvida ou encontrar erros, terei o prazer de enviar um e-mail: [email protected].