Modelo da atmosfera em atividades de ensino de Física: uma análise do domínio de validade da expansão linear usando um barômetro digital e um aplicativo para smartphone
No geral, os livros didáticos não abordam o Ensino de Física promovendo suficiente destaque à discussão de limites associados aos modelos físicos adotados. Neste contexto, os objetivos principais deste trabalho são (i) analisar o domínio de validade da expansão linear do modelo da atmosfera, (ii) ob...
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Asociación de Profesores de Física de la Argentina
2025
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Python Smartphone Barometer Halley’s Law Atmospheric air density Densidade do ar atmosférico Lei de Halley Barômetro Smartphone Python Silva Cid, Alberto Santos de Castro Carvalho, Cleidson Tarocco de Oliveira, Erichardson Corrêa Almeida, Thiago Modelo da atmosfera em atividades de ensino de Física: uma análise do domínio de validade da expansão linear usando um barômetro digital e um aplicativo para smartphone |
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No geral, os livros didáticos não abordam o Ensino de Física promovendo suficiente destaque à discussão de limites associados aos modelos físicos adotados. Neste contexto, os objetivos principais deste trabalho são (i) analisar o domínio de validade da expansão linear do modelo da atmosfera, (ii) obter a densidade do ar atmosférico em uma altitude acima do nível do mar e (iii) sugerir atividade acessível aos diversos níveis de ensino utilizando um aplicativo para smartphone. O experimento proposto consiste em adquirir dados de pressões atmosféricas associadas a altitudes ao longo da subida da Serra dos Mascates, localizada na região Sul do Rio de Janeiro, por meio de um aplicativo de smartphone e de um barômetro digital. Nossos dados experimentais permitem obter a densidade do ar igual a (1,14 ± 0,02) kg/m³ para aquisição dos dados por meio do aplicativo, utilizando o modelo linear para o cálculo da pressão, obtido a partir da aproximação por série de Taylor da lei de Halley. Avaliamos, por meio de cálculos, que a discrepância entre as abordagens não ultrapassa o valor de 5% para altitude até 2400 m. Portanto, é possível obter a densidade do ar com razoável precisão, utilizando a expansão linear, em praticamente todo o território nacional. Isto permite simplificar matematicamente o problema a ponto de tornar possível a discussão também nos cursos de nível médio de ensino. A presente proposta, realizada em um espaço não formal de ensino, abre possibilidades para propostas multidisciplinares, permitindo abordagens mais amplas e um aprendizado mais significativo. |
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