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Como começar

a utilizar o

sistema

CBL 2™

LabPro é uma marca comercial da Vernier Software & Technology.

Radio Shack é uma marca comercial da Technology Properties, Inc.

Instruções de Segurança

Observe todos os avisos e outras instruções de segurança indicadas no produto e na documentação. Estas instruções destinam-se a reduzir os riscos de ferimentos, possíveis choques eléctricos ou danos na unidade.

Voltagens AC

AVISO!

a qualquer sonda de entrada pode causar ferimentos graves ou choques eléctricos e poderá danificar a unidade.

Unidade de baixa voltagem

AVISO!

pessoais e danos na unidade se as voltagens excederem os 30 volts DC no CH1, CH2 ou CH3; ou se as voltagens excederem 5,5 volts DC no SONIC, DIG IN ou DIG OUT. Para reduzir o risco de ferimentos, não ligue sondas a circuitos que contêm fontes de tensão superiores a 30 volts DC. Todas as fontes de tensão devem estar convenientemente isoladas das linhas de corrente AC.

Entradas analógicas

ATENÇÃO!

potenciais diferentes. Estas ligações à terra são comuns a todas as entradas. Ao ligá-las a potenciais diferentes poderá danificar a unidade CBL.

Pilhas

AVISO!

químicos perigosos que podem ser derramados. Quando substituir as pilhas, tome as seguinte precauções:

♦

Nunca tente medir voltagens AC a partir de uma tomada de parede. A ligação de 115/230 volts AC

Este produto foi concebido para ser usado com baixas voltagens. Podem ocorrer ferimentos

É muito importante que as ligações à terra das entradas analógicas nunca estejam ligadas a

Não aqueça, não queime nem fure as pilhas. Estas podem explodir além de conterem produtos

Não deixe as pilhas ao alcance das crianças. Não misture pilhas novas com usadas. Não misture pilhas de várias marcas (ou tipo). Não misture pilhas recarregáveis e não recarregáveis. Instale as pilhas de acordo com os esquemas de polaridade (+ e N). Não coloque pilhas não recarregáveis num carregador de pilhas. Elimine adequadamente as pilhas usadas. Não queime nem abra as pilhas.

Aviso importante relativo à documentação impressa

A Texas Instruments não garante, quer expressa quer implicitamente, incluindo mas não se limitando a qualquer garantia implícita de comercialização e adequabilidade a um fim específico, relativamente a qualquer programa ou documentação impressa e disponibiliza tais materiais apenas numa base “tal como está”. Em caso algum será a Texas Instruments responsável por qualquer dano especial, colateral, incidental ou consequencial relacionado ou resultante da aquisição ou utilização de tais materiais, e a única e exclusiva responsabilidade da Texas Instruments, independentemente do curso de acção, não excederá o preço de aquisição de tal documentação impressa. A Texas Instruments também não se responsabiliza por qualquer tipo de reclamação contra a utilização de tais materiais efectuada porque qualquer outra parte.



2000, 2003 Texas Instruments Incorporated. À excepção dos direitos específicos aqui concedidos, todos os direitos são

reservados.

Por este meio é concedida permissão aos professores para reimprimirem ou fotocopiarem as páginas ou folhas da presente publicação que tenham afixado o aviso de copyright da Texas Instruments para utilização na sala de aula, em workshops ou seminários. Tais páginas destinam-se a serem reproduzidas pelos professores para utilização na sala de aulas, em workshops ou seminários desde que cada cópia efectuada apresente o aviso de copyright. Tais cópias não podem ser vendidas e qualquer outro tipo de distribuição é expressamente proibido. À excepção do supra autorizado, deverá ser obtida uma permissão prévia junto da Texas Instruments para reprodução ou divulgação da presente documentação ou de partes dela sob qualquer forma ou por qualquer meio electrónico ou mecânico, incluindo qualquer sistema de armazenamento ou recuperação de informações, excepto se tal for expressamente permitido pela legislação federal relativa aos direitos de autor. Para mais informações, contacte-nos através da seguinte morada: Texas Instruments Incorporated, 7800 Banner Drive, M/S 3918 Dallas, TX 75251, Attention: Manager, Business Services

OMO COMEÇAR A UTILIZAR O SISTEMA

CBL 2™

Índice

Recolher dados com o sistema CBL 2™ ......................................................vi

Introdução.................................................................................................. 1

Teclas.................................................................................................................2

Indicadores luminosos ........................................................................................2

Software ............................................................................................................2

Sensores ............................................................................................................3

Introdução.................................................................................................. 4

Juntar as peças...................................................................................................4

Transferir o DataMate para a calculadora ...........................................................4

Introdução ao DataMate............................................................................. 5

Teclas da calculadora com utilizações especiais...................................................5

Iniciar o programa DataMate..............................................................................6

Ligar um sensor ao sistema CBL 2.......................................................................6

Calibrar um sensor (opcional)........................................................................7

Repor um sensor a zero (opcional).................................................................8

Seleccionar o modo de recolha de dados............................................................9

Alterar as definições do gráfico temporal (opcional) ....................................10

Alterar as definições avançadas do gráfico temporal (opcional)....................10

Recolher dados ................................................................................................12

Armazenar a última execução .....................................................................12

Elaborar gráficos dos dados..............................................................................12

Seleccionar a região (opcional) ....................................................................13

Redefinir a escala do gráfico (opcional)........................................................14

Mais gráficos (opcional)...............................................................................14

Analisar os dados .............................................................................................15

Recolher dados com a configuração rápida.......................................................16

Guardar e recuperar experiências .....................................................................17

Guardar uma experiência ............................................................................17

Carregar uma experiência ...........................................................................17

Eliminar uma experiência.............................................................................18

Eliminar todas as experiências .....................................................................19

Utilizar o sistema CBL 2™ com outros programas..................................... 19

EXAS INSTRUMENTS INCORPORATED

OMO COMEÇAR A UTILIZAR O SISTEMA

CBL 2™

III

Guardar e recuperar programas com o DATADIR ...................................... 20

Iniciar o programa DATADIR ............................................................................20

Armazenar um programa.................................................................................20

Recuperar um programa armazenado ..............................................................21

Eliminar um programa armazenado .................................................................22

Verificar a memória..........................................................................................22

Recolher lixo ....................................................................................................23

Sair do programa DATADIR..............................................................................23

Referência de ecrãs do DataMate.............................................................. 23

Advanced Time Graph Settings (opção 3 no ecrã Time Graph Settings) ...........23

Analyze Options (opção 4 no ecrã principal)*...................................................24

Calibration (opção 2 do ecrã Setup) .................................................................24

Menu Experiment (opção 4 SAVE/LOAD no ecrã Setup).................................... 25

Menu Graph (opção 3 do menu principal)........................................................25

Main Screen (Ecrã principal) .............................................................................26

Rescale Graph (opção 3 no ecrã do menu Graph)............................................. 26

Select Channel [to Zero] (opção 3 (ZERO) no ecrã Setup) .................................. 27

Select Mode (no ecrã SetUp) ............................................................................ 27

Select Sensor (no ecrã SetUp)...........................................................................28

Setup (opção 1 no ecrã principal) ..................................................................... 28

Time Graph Settings (opção 2 no ecrã Select Settings)......................................29

Tools (opção 5 no ecrã principal)......................................................................29

Actividade 1 – Somar!!............................................................................. 31

Actividade 2 – Intensidade da luz.............................................................. 41

Actividade 3 – Sensores de temperatura: qual é a temperatura? .............. 49

Actividade 4 – Um fruto como pilha.......................................................... 59

Actividade 5 – Apagar as luzes! ................................................................ 69

Actividade 6 – Noite e dia......................................................................... 79

Anexo A: Informações gerais ...................................................................A-1

Informações sobre as pilhas e o transformador............................................... A-1

Requisitos de alimentação......................................................................... A-1

Quando substituir as pilhas ....................................................................... A-1

Pilhas recomendadas ................................................................................ A-1

Precauções a ter com as pilhas.................................................................. A-1

Instalar as pilhas AA (LR6) ......................................................................... A-2

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EXAS INSTRUMENTS INCORPORATED

Ligar a um transformador CA opcional........................................................... A-2

Transformadores CA aprovados ................................................................A-2

Construir um cabo para o transformador externo...........................................A-2

Ligar um transformador externo de 6 Volts ...............................................A-2

Mensagens de erro.........................................................................................A-3

Resolução de problemas do DataMate ......................................................A-3

Mensagens de erro do CBL 2 ....................................................................A-7

Informações sobre a Assistência aos Produtos e a Garantia TI ....................... A-11

Informações sobre os Produtos e a Assistência TI.....................................A-11

Informações sobre Assistência e a Garantia ............................................. A-11

Anexo B: Tabelas de comandos ............................................................... B-1

Comando 0.................................................................................................... B-1

Comando 1.................................................................................................... B-1

Comando 2.................................................................................................... B-3

Comando 3.................................................................................................... B-3

Comando 4.................................................................................................... B-5

Comando 5.................................................................................................... B-6

Comando 6.................................................................................................... B-7

Comando 7.................................................................................................... B-8

Comando 8.................................................................................................... B-9

Comando 9.................................................................................................... B-9

Comando 10................................................................................................ B-10

Comando 12................................................................................................ B-10

Comando 102.............................................................................................. B-12

Comando 115.............................................................................................. B-12

Comando 116.............................................................................................. B-13

Comando 117.............................................................................................. B-13

Comando 1998............................................................................................ B-13

Comando 1999............................................................................................ B-13

Comando 2001............................................................................................ B-13

Comando 201.............................................................................................. B-14

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CBL 2™

Recolher dados com o sistema CBL 2™

Introduza as pilhas no CBL 2.

Ligue o CBL 2 a uma calculadora gráfica da TI utilizando o cabo de interligação de

aparelhos. (Se necessário, utilize o suporte. Consulte o esquema do suporte ou as instruções na página 4.)

Se utilizar a TI-83 Plus ou a TI-83 Plus Silver Edition, vá para passo 4.

Se utilizar a TI-89, TI-92 Plus ou a Voyage™ 200 PLT (ferramenta de aprendizagem pessoal), vá para o passo 5.

Apague a memória da calculadora. Só é necessário reiniciar

a TI-73, TI-82 e a TI-83. Para reiniciar a RAM, prima \ seleccione

7:Reset, 1:All RAM

e, em seguida,

2:Reset

Este passo é necessário devido ao tamanho dos programas DataMate armazenados na RAM.

4. Active o modo de recepção da calculadora (a aguardar a recepção de informações):

♦

Para a TI-73, prima prima

♦

Para a TI-82, TI-83, TI-83 Plus ou a TI-83 Plus Silver Edition, prima \

RECEIVE e, em seguida, prima

, escolha Y LINK, prima " para RECEIVE e, em seguida,

, prima a para



Prima o botão

TRANSFER

no CBL 2. O CBL 2 detecta a calculadora a que está ligado e envia a versão adequada do software DataMate integrado. (Este software controla o CBL 2 e a forma como recolhe os dados.)

Ligue o sensor de temperatura de aço inoxidável ao canal 1 (CH1) do CBL 2.

Execute o DataMate:

♦

Para a TI-83 Plus e a TI-83 Plus Silver Edition, prima DATAMATE e prima

♦

Para a TI-73, TI-82 e a TI-83, prima DATAMATE é colado no ecrã principal. Prima

♦

Para a TI-89, TI-92 Plus e a Voyage 200 PLT, se o ambiente de trabalho da Apps estiver ligado, prima

. Prima ¢ DATAMATE ou prima

, realce DataMate e prima

. Prima h ou ` para realçar

de novo para confirmar a opção.

ou Se o ambiente de trabalho da Apps estiver desligado, prima ¹ DataMate e prima

, realce

8. O DataMate identifica automaticamente o sensor de

temperatura de aço inoxidável, carrega os respectivos factores de calibração e visualiza o nome do sensor e a temperatura em graus C. Também carrega uma experiência de temperatura pré-definida.

9. Inicie a recolha de dados com a experiência pré-definida. Segure o sensor de

temperatura e prima £ START para iniciar a recolha de dados.

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EXAS INSTRUMENTS INCORPORATED

10.

Aparece um gráfico de temperatura em tempo real. Aguarde cerca de 30 segundos e, em seguida, prima

para parar a recolha de dados.

Quando terminar, aparecerá um gráfico semelhante ao da figura ao lado.

11.

Acabou de efectuar uma recolha de dados com êxito. Consulte o manual para obter mais informações sobre as restantes opções do DataMate (outros sensores, análises, gravação de dados, etc.).

12.

Explore o mundo que o rodeia.

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CBL 2™

VII

VIII

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Introdução

O sistema Calculator-Based Laboratory 2 (CBL 2™), uma segunda geração do sistema Calculator-Based Laboratory™, é um dispositivo de recolha de dados portátil a pilhas destinado a recolher dados do "mundo real". Os dados recolhidos pelo CBL 2 podem ser recuperados e analisados pelas calculadoras gráficas TI. O CBL 2 e os sensores adequados permitem medir o movimento, a temperatura, a luz, o som, pH, a força, etc.

O CBL 2 tem uma porta de ligação e comunicação com as calculadoras gráficas TI. O CBL 2 inclui um cabo de interligação de aparelhos para este efeito. Para uma maior portabilidade, o CBL 2 tem um suporte que liga a calculadora ao aparelho para que o conjunto possa ser transportado numa mão.

O cabo TI-GRAPH LINK™ (vendido separadamente) permite ligar o CBL 2 a um computador pessoal. Como as futuras actualizações do software estarão disponíveis no site Web da TI, pode transferir o software para o computador e utilizar um cabo TI-GRAPH LINK para actualizar o CBL 2.

O CBL 2 inclui os seguintes sensores e equipamento:

♦

CBL 2

♦

Cabo de interligação de aparelhos de 6 polegadas

♦

Suporte da calculadora

♦

Sensor de temperatura de aço inoxidável

♦

Sensor de luz da TI

♦

Sensor de diferença de potencial da TI

♦

4 pilhas alcalinas AA (LR6)

START/STOP

QUICK SETUP

INDICADORES

LUMINOSOS

TRANSFER

Canal DIG/SONIC

Canal 3

Canal 2

Canal 1

Figura 1. Características do CBL 2

Botões de libertação do suporte

Porta E/S

Porta do adaptador CA

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CBL 2™ 1

Teclas

O CBL 2™ tem três teclas:

TRANSFER

QUICK SET-UP

START/STOP

inicia a transferência de programas ou aplicações da calculadora (apps) entre o CBL 2 e uma calculadora gráfica TI ligada.

apaga qualquer dado armazenado na MEMORY do sistema CBL 2, sonda todos os canais dos sensores de identificação -automática e define-os para recolher dados. A tecla QUICK SET-UP é utilizada quando a calculadora não está ligada ao CBL 2 e funciona apenas com sensores de identificação automática.

inicia a amostragem para a configuração rápida. A amostragem continua até recolher o número de amostras pré-definido ou premir novamente

START/STOP

ao botão TRIGGER do CBL™ original.

. Este botão actua também como accionador manual, similar

Indicadores luminosos

O CBL 2 tem também três indicadores luminosos:

Vermelho

Amarelo

Verde

indica uma condição de erro. indica que o CBL 2 está pronto para recolher amostras de dados. indica que o CBL 2 está a recolher dados.

Software

O CBL 2 é fornecido com o DataMate já instalado. O DataMate é um programa multiusos que contém as informações básicas necessárias para executar experiências com um CBL 2, uma calculadora gráfica TI e vários sensores.

O DataMate é fornecido para as calculadoras gráficas TI-73, TI-82, TI-83, TI-83 Plus, TI-83 Plus Silver Edition, TI-86, TI-89, TI-92, TI-92 Plus e Voyage™ 200 PLT. Para a TI-83 Plus, TI-83 Plus Silver Edition, TI-89, TI-92 Plus e Voyage 200 PLT, o DataMate é uma aplicação da calculadora executada a partir do menu APPS. Para as outras calculadoras, é um programa executado a partir do menu de programas da calculadora. O CBL 2 detecta automaticamente a calculadora ligada e envia o software apropriado.

Devido às diferenças de memória das calculadoras, existem algumas diferenças em termos de funcionalidades entre as várias versões do DataMate.

♦

As versões TI-83 Plus, TI-83 Plus Silver Edition, TI-86, TI-89, TI-92, TI-92 Plus e Voyage 200 PLT suportam todas as funções DataMate.

♦

A versão TI-83 do DataMate suporta todas as funções, excepto SAVE/LOAD.

♦

A versão TI-73 do DataMate suporta todas as funções, excepto SAVE/LOAD e ADD MODEL.

♦

A versão do DataMate para TI-82 só suporta sensores de identificação automática: temperatura, luz, voltagem e o dispositivo CBR™ ou novo detector de movimento da Vernier Software and Technology (Vernier). Suporta todas as funções, excepto SAVE/LOAD, SELECT REGION, ADD MODEL e ANALYSIS.

Para mais informações sobre como utilizar o DataMate, consulte a página 5.

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Sensores

Os três sensores fornecidos com o CBL 2™ (temperatura de aço inoxidável, luz da TI e diferença de potencial da TI) e os vários sensores disponíveis podem ser utilizados com o CBL 2, incluindo o CBR™ e os sensores Vernier abaixo:

CBL™ Motion Detector Pressure Sensor CBL Microphone Thermocouple Digital Control Unit Colorimeter Dual-Range Force Sensor Conductivity Sensor

Student Force Sensor Ion-Selective Electrodes (NO Flow Rate Sensor Ion-Selective Electrode Amplifier Magnetic Field Sensor Instrumentation Amplifier Turbidity Student Radiation Monitor

, CI-, Ca2+, NH

)

Low-g Accelerometer CO 25-g Accelerometer O

Gas Sensor

3-Axis Accelerometer Dissolved Oxygen Sensor Extra Long Temperature Sensor Biology Gas Pressure Sensor Current/Voltage Sensor System Gas Pressure Sensor Vernier Photogate Respiration Monitor Belt Direct-Connect Temp Sensor EKG Sensor Stainless Steel Temp Sensor Exercise Heart Rate Monitor Relative Humidity Sensor Heart Rate Monitor pH Sensor Barometer

Nota: Para obter listas actualizadas dos sensores disponíveis, visite o site Web da Vernier Software and Technology em www.vernier.com.

Os sensores são ligados ao CBL 2 através das ligações de entrada ou saída chamadas

canais

. O CBL 2 tem três canais analógicos (CH1, CH2, CH3) e um outro canal (DIG/ SONIC) que podem ser utilizados para o detector de movimento ultra-sónico ou as entradas e saídas digitais.

Quando utilizar o DataMate, a função de identificação automática do CBL 2 permite à unidade identificar automaticamente sensores específicos quando os ligar à unidade. Quando ligar um sensor de identificação automática a um canal, o CBL 2 detecta o sensor, carrega os factores de calibração e uma experiência pré-definida e mostra o número do canal e o tipo de sensor no visor da calculadora. Os sensores de identificação automática incluem os sensores de luz da TI, diferença de potencial da TI e de temperatura de aço inoxidável incluídos no CBL 2, assim como o CBR e o detector de movimento Vernier. (Os sensores de identificação automática Vernier adicionais estão projectados.)

Os sensores que não tenham identificação automática podem também ser utilizados com o CBL 2, seleccionando o tipo de sensor na lista de sensores do DataMate.

Nota: as especificações técnicas dos sensores TI (incluindo tolerância química) são fornecidas no documento de referência técnica do CBL 2 disponível no Web site da TI e no CD de recursos.

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CBL 2™ 3

Introdução

Antes de começar a utilizar o sistema CBL 2™ e o software DataMate, tem de ligar o CBL 2 e a calculadora e transferir o software do CBL 2 para a calculadora.

Juntar as peças

Figura 2. Ligar o CBL 2 a uma calculadora

Insira a extremidade superior da calculadora no suporte.

Prima a extremidade inferior da calculadora até encaixar.

Faça deslizar a parte posterior do suporte para a parte frontal do CBL 2 até ouvir um estalido.

Ligue uma extremidade do cabo de interligação de aparelhos de 6 polegadas à porta E/S existente na extremidade do CBL 2 e ligue a outra extremidade do cabo à porta E/S existente na extremidade da calculadora.

Não pode utilizar o suporte com a TI-92, TI-92 Plus ou a Voyage™ 200 PLT. Ligue estas calculadoras com um cabo de ligação de unidade a unidade.

Transferir o DataMate para a calculadora

O DataMate é fornecido com o CBL 2. Quando transferir o DataMate do CBL 2 para a calculadora, o CBL 2 detecta automaticamente a calculadora ligada e transfere a versão adequada do DataMate.

Para transferir o DataMate para uma calculadora TI-83 Plus ou TI-83 Plus Silver Edition, efectue os procedimentos abaixo:

Ligue a calculadora ao CBL 2 com o cabo de interligação de aparelhos.

Coloque a calculadora no modo Receive. (Para a TI-83 Plus e a TI-83 Plus Silver Edition, prima \

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 a ¯

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Prima

TRANSFER

no CBL 2™. O programa/aplicação é transferido e aparece na lista

de programas ou aplicações da calculadora.

Quando a transferência terminar, prima \



na calculadora.

Consulte os passos 4 e 5 na página vi para obter instruções para a TI-73, TI-82, TI-83 Plus e a TI-83 Plus Silver Edition.

Nota: O DataMate da TI-89, TI-92 Plus e da Voyage™ 200 PLT é transferido em três segmentos/ficheiros, mas apenas um aparece no menu App. Os três segmentos são necessários para executar o DataMate nestas unidades.

Introdução ao DataMate

Esta secção do Manual do utilizador explica os procedimentos de utilização do DataMate. As instruções foram escritas com a aplicação DataMate para TI-83 Plus e apresentam os exemplos dos ecrãs da TI-83 Plus. (Para mais informações sobre as diferenças entre os programas/aplicações para as várias calculadoras gráficas TI, consulte a página 2.)

Os passos básicos para conduzir um experiência com o CBL 2, sensor(es) e uma calculadora gráfica TI são:

Ligue os sensores ao sistema CBL 2, ligue o CBL 2 e a calculadora e execute o programa DataMate ou a App. (Consulte a secção Iniciar o programa DataMate.)

Seleccione o modo de recolha de dados, se necessário. (O CBL 2 contém experiências pré-definidas para a maioria dos sensores.) (Consulte a página 9.)

Recolha os dados. (Consulte a página 12.)

Elabore o gráfico dos dados. (Consulte a página 12.)

Além disso, o DataMate permite calibrar alguns sensores, efectuar alterações nos gráficos e analisar os dados recolhidos com as opções pré-programadas. Os procedimentos para estas tarefas são indicados nas páginas seguintes.

Não é necessário ligar uma calculadora ao CBL 2 para recolher dados. A função Quick Set-Up do CBL 2 permite recolher dados sem ter uma calculadora ligada ao CBL 2. Pode transferir os dados para a calculadora para gráficos e análise. O procedimento de configuração rápida é descrito na página 15.

Teclas da calculadora com utilizações especiais

Além das teclas apresentadas nos ecrãs do DataMate, existem duas teclas da calculadora com utilizações especiais no DataMate:

♦

Prima pré-definições. Por exemplo, se a configuração do sensor e/ou a definição do modo de recolha de dados não o satisfizerem, prima

♦

Prima

no ecrã principal do DataMate ou no ecrã Setup para restaurar as

para as reiniciar.

durante a recolha de dados para parar a recolha.

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CBL 2™ 5

Iniciar o programa DataMate

Nota: se utilizar a TI-73, TI-82 ou TI-83, recomenda-se que remova qualquer programa não DataMate da calculadora antes de carregar o DataMate. Consulte o passo 3 na página vi.

Ligue o CBL 2™ à calculadora.

Prima

Prima h para mover o cursor para Aparece o ecrã de títulos DataMate. Este ecrã mostra o número da versão do programa

DataMate (VER 1.14 no exemplo) e o número da versão do sistema operativo (ROM: 1.12 no exemplo).

Aparece o ecrã principal.

DATAMATE

Ligar um sensor ao sistema CBL 2

e, em seguida, prima

Ligue o sensor ao canal adequado.

Nota: quando ligar os sensores a canais analógicos, deve utilizar os canais por ordem numérica. Por outras palavras, ligue o primeiro sensor ao canal 1 (CH1), o segundo sensor ao canal 2 (CH2) e o terceiro sensor ao canal 3 (CH3). Se utilizar apenas um sensor, deve ligá-lo ao canal 1.

Se o sensor tiver identificação automática, o número do canal e o tipo de sensor aparecem automaticamente no ecrã principal. Vá para Seleccionar o modo de recolha de dados na página 9. ou Se o sensor não tiver identificação automática, efectue os procedimentos abaixo para dizer ao CBL 2 que o sensor está ligado.

No ecrã principal do DataMate, prima ¢ SETUP.

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EXAS INSTRUMENTS INCORPORATED

Prima h para mover o cursor para o canal onde está ligado o sensor. Prima

Se o sensor pretendido não estiver na lista, prima  MORE para ver mais escolhas.

. Aparece uma lista de sensores.

(A lista abrange vários ecrãs.)

Prima o número junto a um sensor para seleccionar esse sensor.

Nota: alguns sensores, como o medidor de aceleração ou pressão, mostram outro ecrã e requerem a selecção de um sensor específico, unidade de medição preferida ou calibração.

Quando terminar a selecção dos sensores, prima ¢ OK para voltar ao ecrã principal.

Calibrar um sensor (opcional)

Quando seleccionar um sensor, o DataMate carrega automaticamente as calibrações pré-definidas. Apesar de não ser necessário, se quiser calibrar um sensor, utilize o procedimento abaixo.

Existem duas formas de calibrar um sensor. A primeira forma é monitorizar a diferença de potencial até ficar estável e introduzir esse valor. A segunda forma é introduzir os valores manualmente. Necessita de consultar a literatura do sensor para obter informações sobre os procedimentos de calibração adequados. Os exemplos abaixo mostram a calibração para o sensor pH.

Para calibrar o sensor pH através da monitorização da diferença de potencial, necessita de duas soluções com valores pH conhecidos. Por exemplo, soluções neutrais com valores de 4 e 10. Efectue os procedimentos abaixo:

No ecrã principal, prima ¢.

Prima h para mover o cursor para o sensor que pretende calibrar. Prima £ CALIBRATE.

Nota: nem todos os sensores podem ser calibrados. Se seleccionar um sensor que não possa ser calibrado, o DataMate não responde quando premir £ CALIBRATE.

Prima £ CALIBRATE NOW.

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CBL 2™ 7

Coloque o sensor pH na solução neutral 4. Observe o ecrã até o número da diferença de potencial estabilizar e, em seguida, prima

Digite o valor da solução neutral.

Repita os passos 3 e 4 para a solução neutral 10.

Prima ¢ OK para voltar ao ecrã Setup.

Nota: Consulte a documentação fornecida com o sensor para obter informações sobre os procedimentos de calibragem e os valores de calibragem predefinidos.

Pode também introduzir valores para calibrar o sensor pH. Este procedimento é utilizado se tiver efectuado uma calibração completa previamente e quiser introduzir manualmente os novos valores de intersecção e declive. Efectue estes procedimentos:

No ecrã Setup, prima h para mover o cursor para o sensor que pretende calibrar. Prima £ CALIBRATE NOW.

Prima ¤ MANUAL ENTRY.

Digite o valor no declive e prima

Digite o valor na intersecção e prima

. O ecrã Calibration aparece com valores

novos.

Prima ¢ OK para voltar ao ecrã Setup.

Repor um sensor a zero (opcional)

No ecrã Setup, prima ¤ ZERO. Aparece o ecrã Select Channel.

Nota: nem todos os sensores podem ser repostos a zero (por exemplo, as sondas de temperatura e luz). O DataMate mostra apenas os sensores que podem ser repostos a zero.

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EXAS INSTRUMENTS INCORPORATED

Prima o número junto ao sensor que pretende repor a zero. Aparece um ecrã que mostra as leituras actuais dos sensores seleccionados.

(Neste exemplo, foi premido ¤ ALL CHANNELS, assim ambos os sensores estão seleccionados.)

Prima

Nota: as novas calibrações e os zeros não são retidos depois de sair do DataMate. Só são válidos durante a sessão actual. As novas calibrações e os zeros podem também ser reiniciados para as pré-definições durante a sessão actual, indo para o ecrã principal e premindo

para repor os sensores a zero. Aparece o ecrã principal.

Seleccionar o modo de recolha de dados

Para cada sensor do Vernier, o DataMate carrega uma experiência predefinida (modo de recolha de dados) adequada ao sensor. O modo de recolha de dados pré-definido para todos os sensores é Time Graph (recolher pontos numa taxa pré-determinada). Para obter uma descrição de cada modo de recolha de dados, consulte o ecrã Select Mode na página 27.

Nota: se fechar e voltar a abrir o programa DataMate, a definição de modo será a mesma do que quando fechou o programa. No entanto, se sair do DataMate de outra forma, a definição de modo pode ser diferente quando abrir o programa. Pode também abrir o DataMate e localizar as definições de modo e sensor de uma experiência anterior. Em qualquer dos casos, prima para devolver as definições de modo e sensor para as pré-definições.

Para alterar o modo de recolha de dados, efectue os procedimentos abaixo.

No ecrã principal do DataMate, prima ¢ SETUP.

Prima ` ou h para mover o cursor para MODE e prima

. Aparece uma lista de modos de recolha de dados.

Prima o número junto ao modo pretendido.

Nota: se seleccionar o modo Time Graph, aparece outro ecrã que permite seleccionar o intervalo de tempo entre as amostras e o número de amostras pretendido. Para mais instruções, consulte Alterar as definições do gráfico temporal.

Prima duas vezes ¢ OK para voltar ao ecrã principal.

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CBL 2™ 9

Alterar as definições do gráfico temporal (opcional)

Se seleccionar Time Graph no ecrã Select Mode, aparece o ecrã Time Graph Settings. Cada sensor tem um intervalo de tempo pré-definido entre as amostras (em segundos) e o número de amostras pré-definido (pontos). Para alterar as definições para as pré-definições, efectue os procedimentos abaixo:

Se premir £ TIME GRAPH no ecrã Select Mode, aparece o ecrã Time Graph Settings.

Prima £ CHANGE TIME SETTINGS.

Digite o intervalo de tempo entre as amostras (em Segundos) e prima

Digite o número de amostras e prima Settings. (EXPERIMENT LENGTH em segundos é calculado automaticamente.)

Prima ¢ OK para sair. Aparece o ecrã Setup. ou Prima ¤ ADVANCED para alterar as definições avançadas. (Para mais instruções, consulte Alterar as definições avançadas de Time Graph.)

. Aparece novamente o ecrã Time Graph

Alterar as definições avançadas do gráfico temporal (opcional)

O DataMate contém definições Time Graph pré-definidas para cada sensor. Pode alterar a “janela” onde aparece o gráfico dos dados recolhidos e o tipo de accionamento utilizado

na experiência. Efectue os procedimentos abaixo para alterar as definições avançadas do gráfico

temporal: Se premir ¤ ADVANCED no ecrã Time Graph Settings, aparece o

ecrã Advanced Time Graph Settings. YMIN e YMAX referem-se à “janela” onde aparece o gráfico

dos dados recolhidos. YMIN refere-se ao limite inferior do gráfico e YMAX refere-se ao limite superior do gráfico. Os valores YMIN e YMAX mostrados no ecrã estão no intervalo pré-definido do sensor no canal 1. (Este depende do sensor utilizado. Por exemplo, para o sensor de temperatura, o intervalo é de .20 a 125.)

10 C

OMO COMEÇAR A UTILIZAR O SISTEMA

EXAS INSTRUMENTS INCORPORATED

Para alterar o intervalo da janela do gráfico, prima £ CHANGE GRAPH SETTINGS. Aparece uma lista de sensores ligados.

Prima o número junto ao sensor pretendido.

Para alterar o tipo de accionamento, prima ¤ CHANGE TRIGGERING.

No exemplo apresentado, existem dois tipos de accionamento:

♦

Para a opção 1 ou 2, o CBL 2™ accionará o início da recolha de dados com base numa alteração dos dados a recolher. (Isto chama-se accionamento de limites.)

♦

Para a opção 3, MANUAL TRIGGER, o CBL 2 começará a recolher dados quando premir o botão START/STOP.

♦

Para a opção 4, NONE, não será definido nenhum accionamento especial.

Prima o número junto ao accionamento pretendido. Se seleccionar NONE, aparece o ecrã Advanced Time Graph Settings.

ou Se seleccionar MANUAL TRIGGER, a opção de accionamento é alterada e aparece o ecrã Advanced Time Graph Settings. ou

Se seleccionar o accionamento de limites, o DataMate pede para seleccionar o tipo de accionador.

♦

INCREASING significa que os valores dos dados a recolher (como a intensidade da luz ou a temperatura) aumentarão.

♦

DECREASING significa que os valores dos dados a recolher diminuirão.

Prima o número junto ao tipo de accionador pretendido.

Digite o número (limite) onde pretende iniciar a recolha de dados e prima do sensor utilizado como ¡C para temperatura ou Newtons para força.)

Quando os valores dos dados recolhidos atingirem este número, o CBL 2 começa a armazenar dados.

. (Coloque um valor limite nas unidades

EXAS INSTRUMENTS INCORPORATED

OMO COMEÇAR A UTILIZAR O SISTEMA

CBL 2™ 11

Digite o número (percentagem) de dados que pretende pré-armazenar no CBL 2™ e prima

“Prestore” é a quantidade de dados recolhidos que pretende manter antes do limite definido ser atingido (10%, 20%, etc). Do início da experiência ao limite definido, o CBL 2 recolhe os dados na “memória temporária.” Quando o limite for atingido, o CBL 2 começa a armazenar os dados recolhidos antes do limite ser atingido, excepto se introduzir a função Prestore.

Prima ¢ OK para sair do ecrã.

Prima novamente ¢ OK para voltar ao ecrã Setup.

. Aparece o ecrã Advanced Time Graph Settings.

Recolher dados

Para iniciar a experiência, prima £ START no ecrã principal do DataMate. O CBL 2 inicia a recolha de dados de acordo com o modo de recolha de dados definido.

Para obter uma descrição dos modos de recolha de dados, consulte a página 27. Quando terminar a recolha de dados, aparece o ecrã do menu Graph. Para mais

informações, consulte Elaborar gráficos dos dados.

Nota: no modo Time Graph, os dados do canal 1 são representados automaticamente por meio de gráfico em tempo real quando premir £. Os valores são mostrados no canto superior direito do ecrã à medida que os dados são desenhados.

Armazenar a última execução

Quando recolher dados apenas com um sensor, pode armazenar as duas execuções de dados “activas” na calculadora. Isto permite ver e comparar dados de três execuções.

Depois de recolher os dados, prima  TOOLS no ecrã principal do DataMate.

O DataMate coloca os dados da primeira execução na Lista 2 (L2) da calculadora.

Prima ¢ STORE LATEST RUN. Aparece o ecrã principal. Os dados recolhidos na Lista 2 são movidos para a Lista 3 da calculadora para que

possam ser recolhidos novos dados na Lista 2. Pode armazenar até duas execuções. (Se armazenar uma segunda execução, os dados da lista 3 são movidos para a Lista 4, os dados da Lista 2 são movidos para a Lista 3 e os novos dados são recolhidos na Lista 2.)

Elaborar gráficos dos dados

Se tiver vários sensores ligados ao CBL 2, o ecrã do menu Graph aparece automaticamente quando terminar a recolha de dados.

Nota: se tiver apenas um sensor ligado ao CBL 2, aparece o gráfico.

12 C

OMO COMEÇAR A UTILIZAR O SISTEMA

EXAS INSTRUMENTS INCORPORATED

Prima ` ou h para mover o cursor para o canal/dados que pretende ver em forma de gráfico e prima

Para ver outro gráfico, prima

. Aparece novamente o ecrã do menu Graph e

pode seleccionar outro canal.

Se quiser alterar a região do gráfico apresentado, vá para o ecrã do menu Graph e prima £ SELECT REGION. ou Se quiser alterar a escala do gráfico, vá para o ecrã onde está o gráfico e prima

RESCALE. Aparece o ecrã Rescale Graph. ou Se tiver terminado a visualização dos gráficos, vá para o ecrã do menu Graph e prima ¢ MAIN SCREEN.

Seleccionar a região (opcional)

Além de apresentar o gráfico completo, o DataMate permite seleccionar e ver uma parte do gráfico.

Nota: se seleccionar uma região, apenas os dados inseridos na região ficam na calculadora. Todos os dados fora da região são apagados da memória da calculadora. No entanto, o conjunto de dados completo está ainda armazenado no CBL 2™ e pode ser recuperado a qualquer momento. (Para mais instruções sobre como recuperar dados, consulte os passos 5-9 na página 16.)

Para ver uma parte ou “região” do gráfico, efectue estes procedimentos:

No ecrã do menu Graph, prima £ SELECT REGION.

Altere X e Y na parte inferior do ecrã, premindo _ ou para mover o cursor para o ponto do gráfico que pretende para o lado esquerdo do gráfico. Prima

Prima _ ou a para mover o cursor para o ponto do gráfico

que pretende para o lado direito do gráfico e prima Aparece o menu Graph.

EXAS INSTRUMENTS INCORPORATED

OMO COMEÇAR A UTILIZAR O SISTEMA

CBL 2™ 13

Prima

para mostrar o gráfico novo.

Quando terminar a visualização do gráfico, prima

. Aparece o menu Graph.

Redefinir a escala do gráfico (opcional)

O DataMate simplifica a redefinição da escala do gráfico de dados. Pode seleccionar AUTOSCALE, X SCALE ou Y SCALE. Efectue os procedimentos abaixo para redefinir a escala de um gráfico:

No ecrã do menu Graph, prima ¤ RESCALE.

Prima o número junto à escala que pretende alterar.

Nota: se seleccionar AUTOSCALE, o DataMate define a janela do gráfico para acolher os dados recolhidos. Se seleccionar X SCALE ou Y SCALE, o DataMate pede para digitar o Xmin e Xmax ou o Ymin e Ymax respectivamente (os limites inferior e superior da escala).

Para ver o gráfico com outras opções de escala, prima Rescale Graph e, em seguida, seleccione outra escala.

Quando terminar a visualização dos gráficos, prima Graph e, em seguida, prima  RETURN para ir para o ecrã principal.

para voltar ao ecrã

para voltar ao ecrã Rescale

Mais gráficos (opcional)

O DataMate fornece opções suplementares para elaborar gráficos e comparar os dados recolhidos. Por exemplo, se seleccionar a opção 2 no ecrã More Graphs, pode ver um gráfico dos dados armazenados na Lista 3 (L3) versus os dados armazenados na Lista 2 (L2). Para seleccionar mais gráficos, efectue os procedimentos abaixo:

No ecrã do menu Graph, prima  MORE. L1, L2, L3 e L4 referem-se às listas onde estão armazenados

os dados. Por exemplo, L3 VS L1 elaborará um gráfico dos dados da Lista 3 versus os dados da Lista 1.

Prima o número junto ao gráfico que pretende ver.

Para ver gráficos adicionais, repita os passos 1 e 2.

14 C

OMO COMEÇAR A UTILIZAR O SISTEMA

EXAS INSTRUMENTS INCORPORATED

Analisar os dados

Pode utilizar as funções estatísticas e os modelos de regressão integrados na calculadora para analisar os dados. Efectue os procedimentos abaixo para seleccionar estas opções:

No ecrã principal do DataMate, prima  ANALYZE. As opções de análise de dados são explicadas nos parágrafos

seguintes.

Opção 2 CURVE FIT, mostra uma lista de modelos de regressão. Quando seleccionar um modelo de regressão, a calculadora determina a curva ou recta mais adaptada e, em seguida, fornece a opção para definir a escala de regressão para os dados.

Opção 3 ADD MODEL, permite criar um modelo de regressão próprio.

Para utilizar esta opção, tem de introduzir primeiro a equação no editor Y= da calculadora DataMate. Por exemplo, se souber que os dados recolhidos são lineares, pode introduzir

y=ax+b

ADD MODEL, pode alterar os coeficientes de a e b até o modelo encaixar os dados.

Nota: esta opção não está disponível no DataMate para TI-73 e TI-82.

antes de

iniciar o

. Quando seleccionar

Opção 4 STATISTICS, pede para seleccionar o canal/dados e, em seguida, seleccione os limites esquerdo e direito. As estatísticas de uma variável para os dados aparecem no ecrã.

Opção 5 INTEGRAL, pede para seleccionar o gráfico e, em seguida, seleccione os limites esquerdo e direito. O integral para a região do gráfico aparece no ecrã.

Prima o número junto à opção pretendida:

Quando terminar, prima

. Aparece o ecrã Analyze Options.

EXAS INSTRUMENTS INCORPORATED

OMO COMEÇAR A UTILIZAR O SISTEMA

CBL 2™ 15

Recolher dados com a configuração rápida

Quick Set-Up é utilizada para recolher dados sem uma calculadora ligada ao sistema CBL 2™. Neste modo, só pode utilizar os sensores de identificação automática, CBR™ e os novos sensores de identificação automática Vernier.

Pode utilizar até quatro sensores simultaneamente e as amostras CBL 2 com as taxas pré-definidas no DataMate. Os dados serão recolhidos continuamente e armazenados na memória.

Para recolher dados com a função Quick Set-Up do CBL 2:

Ligue os sensores de identificação automática ao CBL 2.

Prima procura os sensores de identificação automática ligados. Configura os canais para recolherem dados automaticamente. Quando o indicador amarelo pisca, é porque está pronto para iniciar a recolha de dados.

Prima a recolher dados.

Quando o CBL 2 terminar a recolha de dados, pára. ou Se quiser parar a recolha de dados antes do CBL 2 terminar, prima número máximo de pontos que serão recolhidos neste modo é 99.)

Em seguida, transfira os dados do CBL 2 para a calculadora:

Ligue a calculadora ao CBL 2 com o cabo.

Execute a aplicação ou o programa DataMate na calculadora.

Prima

QUICK SETUP

START/STOP

. A unidade elimina qualquer dado existente na memória e

. O indicador luminoso verde pisca para indicar que o CBL 2 está

START/STOP

. (O

Prima  TOOLS.

Prima £ RETRIEVE DATA. O programa recupera os dados a partir da memória do CBL 2.

Pode representar estes dados por meio de gráfico no programa DataMate ou sair do programa e utilizar a função de desenho da calculadora.

16 C

OMO COMEÇAR A UTILIZAR O SISTEMA

EXAS INSTRUMENTS INCORPORATED

Guardar e recuperar experiências

Algumas versões do DataMate permitem guardar experiências na memória sistema CBL 2™ necessárias. Pode guardar as configurações de experiências: selecções de sensores, modo de recolha de dados, calibrações, definições de gráficos, etc, assim como os dados recolhidos.

Nota: esta opção está disponível no DataMate para TI-83 Plus, TI-83 Plus Silver Edition, TI-86, TI-89, TI-92, TI-92 Plus e Voyage™ 200 PLT. Os ecrãs apresentados nesta secção pertencem à calculadora TI-83 Plus.

FLASH

, chamá-las posteriormente e eliminá-las quando já não forem

FLASH

Guardar uma experiência

Se introduzir a definição para uma experiência e não recolher dados, só são guardadas as definições. Se introduzir as definições e recolher dados, ambas as definições e a última execução dos dados são guardadas. Efectue os procedimentos abaixo para guardar uma experiência:

No ecrã principal do DataMate, prima ¢ SETUP.

Prima  SAVE/LOAD.

Prima ¢ SAVE EXPERIMENT.

Digite um nome (até 20 caracteres alfabéticos e/ou numéricos) e prima experiência é guardada e aparece novamente o menu Experiment.

Nota: cada ficheiro de experiência deve ter um nome único (por exemplo, temp1, temp2, etc). O CBL 2 não consegue distinguir entre ficheiros com o mesmo nome. Todos os ficheiros são mostrados pela ordem com que foram guardados.

Carregar uma experiência

Para -recarregar uma experiência da memória passos:

No ecrã principal do DataMate, prima ¢ SETUP.

FLASH

do sistema CBL 2, efectue estes

. A

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OMO COMEÇAR A UTILIZAR O SISTEMA

CBL 2™ 17

Prima  SAVE/LOAD.

Prima £ LOAD EXPERIMENT.

Prima o número junto à experiência pretendida. A experiência é carregada e aparece o ecrã principal.

Nota: só pode carregar um ficheiro de experiência de cada vez.

Eliminar uma experiência

Os ficheiros de experiências armazenados na memória

FLASH

do sistema CBL 2™ aparecem pela ordem de armazenamento. As novas experiências são adicionadas uma a seguir à outra. Para utilizar a memória da melhor forma, deve apagar os ficheiros quando já não forem necessários.

Efectue estes procedimentos para eliminar uma experiência:

No ecrã principal do DataMate, prima ¢ SETUP.

Prima  SAVE/LOAD.

Prima ¤ DELETE EXPERIMENT.

18 C

Prima o número junto à experiência que pretende eliminar. (

eliminados não podem ser recuperados!

) A experiência é eliminada e aparece o

menu Experiment.

OMO COMEÇAR A UTILIZAR O SISTEMA

ATENÇÃO: os ficheiros

EXAS INSTRUMENTS INCORPORATED

Eliminar todas as experiências

Além de eliminar uma experiência de cada vez, pode eliminar todas as experiências armazenadas. Para eliminar todas as experiências em simultâneo, efectue os procedimentos abaixo:

No ecrã principal do DataMate, prima ¢ SETUP.

Prima  SAVE/LOAD.

Prima  DELETE ALL EXPERIMENTS.

Prima ¢ para apagar todas as experiências. As experiências são eliminadas e aparece o ecrã Setup.

Utilizar o sistema CBL 2™ com outros programas

O sistema CBL 2 funciona com a maioria dos programas CBL™ existentes sem alterações ou com pequenas alterações.

♦

Os programas TI CBL™ nos livros de actividade Explorations™.

♦

Programas TI provenientes do Web site das calculadoras TI,

♦

Programas criados.

Siga as instruções fornecidas nos livros de actividades ou no Web site para copiar programas para a calculadora. Em seguida, faça a experiência como indicado.

O anexo B contém um manual de referência rápida dos comandos do CBL 2. Se quiser criar programas próprios para o CBL 2, encorajámo-lo a consultar o documento de referência técnica existente no CD de recursos ou no Web site da TI para obter explicações detalhadas e informações adicionais sobre os comandos.

education.ti.com

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OMO COMEÇAR A UTILIZAR O SISTEMA

CBL 2™ 19

Guardar e recuperar programas com o DATADIR

O programa DATADIR permite armazenar os programas na memória CBL 2™ e recuperá-los posteriormente para a calculadora. (É como ter um “disco rígido externo” para a calculadora.) O CBL 2 tem cerca de 400K de memória para armazenar programas e ficheiros de experiências.

O programa DATADIR está disponível no CD de recursos da TI e no Web site da Ti em

education.ti.com

Para armazenar e recuperar programas, o CBL 2 deve ser ligado a uma calculadora gráfica TI.

FLASH

do sistema

disponíveis

Iniciar o programa DATADIR

Prima

Prima h para mover o cursor para

Prima novamente Aparece um ecrã introdutório durante alguns instantes e, em seguida, o menu principal.

DATADIR

para confirmar a escolha.

e prima

Armazenar um programa

Os programas que pretende armazenar devem estar na calculadora. Pode armazenar um vários programas em simultâneo. Siga as instruções fornecidas abaixo:

No menu Directory Main, prima £ STORE PROGRAM.

Prima \



20 C

OMO COMEÇAR A UTILIZAR O SISTEMA

EXAS INSTRUMENTS INCORPORATED

Prima ¤ Prgm.

Prima h para mover o cursor para o programa que pretende armazenar e, em seguida, prima

um ponto junto ao nome do programa.

Repita esta instrução até seleccionar todos os programas que pretende armazenar.

. Aparece

Prima a para realçar

TRANSMIT

e prima

. Quando os programas estiverem armazenados, a calculadora apresenta a mensagem

Nota: a calculadora sai do programa DATADIR para fazer a transferência. Execute novamente o programa DATADIR para ver os resultados da transferência.

Done

Recuperar um programa armazenado

O programa DATADIR permite recuperar um programa armazenado no CBL 2™ para a calculadora. Apesar de poder armazenar vários programas simultaneamente, só pode recuperar um programa de cada vez. Siga as instruções fornecidas abaixo para executar esta tarefa:

No menu Directory Main, prima ¢ LOAD A PROGRAM.

Prima o número junto ao programa que pretende carregar e siga as instruções fornecidas no ecrã como mostrado nos passos 3-5 abaixo.

Prima \

Prima a para realçar

Quando aparecer a mensagem WAITING no ecrã da calculadora, prima



RECEIVE

e prima

no CBL 2. Quando terminar o carregamento do programa na calculadora, a calculadora mostra a mensagem

Nota: a calculadora sai do programa DATADIR para efectuar a transferência.

EXAS INSTRUMENTS INCORPORATED

Done

OMO COMEÇAR A UTILIZAR O SISTEMA

TRANSFER

CBL 2™ 21

Eliminar um programa armazenado

O programa DATADIR fornece duas opções para eliminar os programas armazenados. Pode eliminar um programa (opção 3) ou todos os programas armazenados no CBL 2™ (opção 4).

Nota: a opção de eliminação de todos os programas não elimina os programas DataMate/Apps.

Siga estas instruções para eliminar um programa armazenado no CBL 2:

No menu Directory Main, prima ¤ DELETE A PROGRAM.

Prima o número junto ao programa que pretende eliminar.

Aparece o menu Directory Main.

Siga estas instruções para eliminar TODOS os programas armazenados no CBL 2:

No menu Directory Main, prima  DELETE ALL PROGRAMS.

Os programas são eliminados e aparece o menu Directory Main.

Verificar a memória

O programa DATADIR permite também verificar a memória disponível no CBL 2. Siga as instruções fornecidas abaixo para verificar a memória:

No menu Directory Main, prima  CHECK MEMORY.

Quando terminar a visualização do ecrã, prima

Aparece o menu Directory Main.

22 C

OMO COMEÇAR A UTILIZAR O SISTEMA

EXAS INSTRUMENTS INCORPORATED

Recolher lixo

O programa DATADIR permite optimizar a memória disponível no CBL 2.

No menu principal do directório, prima  COLLECT GARBAGE.

Depois de terminar, o programa volta ao menu principal.

Sair do programa DATADIR

Prima  QUIT no menu Directory Main. A calculadora mostra a mensagem

Done

Referência de ecrãs do DataMate

Esta secção do manual do utilizador mostra os ecrãs principais do DataMate. Os ecrãs individuais são mostrados juntamente com uma explicação de cada opção do ecrã.

Esta secção deve ser utilizada como referência. Por isso, os ecrãs estão dispostos por ordem alfabética por nome de ecrã para tornar mais fácil a localização de um ecrã específico.

Advanced Time Graph Settings (opção 3 no ecrã Time Graph Settings)

A parte superior do ecrã mostra dois campos: Live Graph e Triggering. A parte inferior lista as opções do menu.

Os valores YMIN e YMAX em Live Graph referem-se aos limites inferior e superior da janela onde são mostrados os dados recolhidos. Os valores mostrados no ecrã são o intervalo pré-definido do sensor no canal 1. (Neste exemplo, é o sensor de temperatura de aço inoxidável.)

1: OK Volta ao ecrã Time Graph Mode. 2: CHANGE GRAPH

SETTINGS

3: CHANGE TRIGGERING Permite alterar os níveis de accionamento que iniciam a

Permite alterar os valores mínimo e máximo do eixo y e da escala y para o gráfico mostrado durante a recolha de dados gráficos ao vivo.

recolha de dados.

EXAS INSTRUMENTS INCORPORATED

OMO COMEÇAR A UTILIZAR O SISTEMA

CBL 2™ 23

Analyze Options (opção 4 no ecrã principal)*

1: RETURN TO

Sai do ecrã Analyze Options.

MAIN SCREEN 2: CURVE FIT Permite seleccionar modelos de regressão para os dados. 3: ADD MODEL Permite criar um modelo de regressão novo para os dados. 4: STATISTICS Permite determinar estatísticas de uma variável para uma região

de dados seleccionada.

5: INTEGRAL Permite determinar o integral para uma região seleccionada.

*Esta opção não está disponível na versão TI-82 do DataMate.

Calibration (opção 2 do ecrã Setup)

Pode calibrar um sensor de duas formas a partir deste ecrã. A primeira forma é uma calibração de dois pontos. A segunda forma é introduzir manualmente os valores de intersecção e declive.

Nota: nem todos os ecrãs podem ser calibrados. Se seleccionar um sensor que não possa ser calibrado, o, DataMate não mostra este ecrã.

1: OK Guarda as alterações e volta ao ecrã Setup. 2: CALIBRATE NOW Permite seleccionar um método de calibração de dois pontos. 3: MANUAL ENTRY Permite digitar valores de calibração conhecidos.

24 C

OMO COMEÇAR A UTILIZAR O SISTEMA

EXAS INSTRUMENTS INCORPORATED

Menu Experiment (opção 4 SAVE/LOAD no ecrã Setup)

Nota: se configurar a experiência e não recolher dados, esta opção guarda as definições. Se tiver as definições e os dados, guarda ambos. No entanto, só é guardada a execução de dados actual. As execuções de dados anteriores armazenadas não serão guardadas.

Este ecrã está disponível no DataMate para TI-83 Plus, TI-83 Plus Silver Edition, TI-86, TI-89, TI-92, TI-92 Plus e Voyage™ 200 PLT.

1: SAVE EXPERIMENT Guarda a experiência na memória 2: LOAD EXPERIMENT Recarrega uma experiência da memória 3: DELETE EXPERIMENT Elimina uma experiência da memória 4: DELETE ALL

Elimina todas as experiências da memória

FLASH

do CBL 2™.

FLASH

do CBL 2.

FLASH

EXPERIMENTS

5: RETURN TO SETUP

Volta ao ecrã Setup.

SCREEN

Menu Graph (opção 3 do menu principal)

Pode seleccionar os dados que pretende representar por meio de gráfico, seleccionar uma região do gráfico para ver ou analisar e alterar a escala do gráfico neste ecrã.

A parte superior do ecrã mostra os gráficos que podem ver no ecrã. A parte inferior lista as opções do menu.

1: MAIN SCREEN Volta ao ecrã principal. 2: SELECT REGION Permite seleccionar uma região do gráfico. (Os dados fora da

região seleccionada são eliminados do gráfico e das listas da calculadora onde estão armazenados os dados.)

do CBL 2.

3: RESCALE Permite alterar o gráfico, seleccionando escala automática ou

introduzindo os valores para a escala x ou a escala y.

4: MORE Mostra as opções suplementares de gráficos.

EXAS INSTRUMENTS INCORPORATED

OMO COMEÇAR A UTILIZAR O SISTEMA

CBL 2™ 25

Main Screen (Ecrã principal)

A parte superior do ecrã principal mostra a configuração do sensor e o modo de recolha de dados actuais. A parte inferior lista as opções do menu.

1: SETUP Selecciona sensores, modo de recolha de dados, calibre sensores e

administre ficheiros de experiências. 2: START Inicia a recolha de dados. 3: GRAPH Selecciona e veja um gráfico dos dados da experiência. 4: ANALYZE Selecciona o tipo de análise que pretende executar com os dados. 5: TOOLS Selecciona uma ferramenta como RETRIEVE DATA ou CHECK

BATTERY. 6: QUIT Sai do programa DataMate.

O DataMate reconhece automaticamente um sensor de identificação automática, identifica o canal onde está ligado, carrega uma experiência pré-definida adequada ao sensor e mostra a leitura actual. Todos os canais activos são mostrados e o ecrã principal é actualizado à medida que os sensores de identificação automática são adicionais ou removidos.

Os sensores sem identificação automática, como os sensores pH e de pressão, devem ser configurados manualmente. Consulte as instruções para Ligar um sensor ao CBL 2™ na página 6.

O ecrã principal vai para o “modo de medição” que actualiza as leituras dos sensores activos em segundos. Para activar ou desactivar o modo de medição, prima ¥ na calculadora.

Rescale Graph (opção 3 no ecrã do menu Graph)

Pode alterar e redefinir a escala do gráfico neste ecrã.

1: AUTOSCALE Redefine a escala de um gráfico automaticamente para que todos

os dados apareçam no ecrã da calculadora (ZOOM STAT). 2: X SCALE Permite introduzir valores para a escala do eixo x. 3: Y SCALE Permite introduzir valores para a escala do eixo y. 4: RETURN Volta ao ecrã do menu Graph.

26 C

OMO COMEÇAR A UTILIZAR O SISTEMA

EXAS INSTRUMENTS INCORPORATED

Select Channel [to Zero] (opção 3 (ZERO) no ecrã Setup)

Pode repor um ou mais sensores a zero neste ecrã.

Nota: nem todos os sensores podem ser repostos a zero. O DataMate mostra apenas os sensores que podem ser repostos a zero.

1: CH1 Permite repor o sensor a zero neste canal. 2: CH. . . Permite repor o sensor a zero neste canal. 3: ALL CHANNELS Permite repor os sensores a zero em

todos

os canais.

Select Mode (no ecrã SetUp)

O modo de recolha de dados pré-definido para CBL 2™ é Time Graph. Para alterar o modo, efectue os procedimentos descritos em Seleccionar o modo de recolha de dados na página 9.

1: LOG DATA Pede para iniciar o procedimento de configuração rápida. 2: TIME GRAPH Permite definir o intervalo entre as amostras e o número de

pontos recolhidos. É o modo pré-definido.

3: EVENTS WITH

ENTRY

Recolhe um ponto sempre que premir para correlacionar esse ponto com um valor numérico. É utilizado para experiências como as titulações e a lei de Boyle.

4: SINGLE POINT Recolhe um ponto por segundo durante dez segundos e mostra

um ponto médio.

5: SELECTED

Recolhe um ponto sempre que premir

EVENTS

e, em seguida, pede

na calculadora.

6: RETURN TO

SETUP SCREEN

Volta ao ecrã Setup.

EXAS INSTRUMENTS INCORPORATED

OMO COMEÇAR A UTILIZAR O SISTEMA

CBL 2™ 27

Select Sensor (no ecrã SetUp)

Quando ligar um sensor sem identificação automática nos canais 1-3 e seleccionar esse canal no ecrã Setup, o DataMate mostra a lista dos sensores analógicos que pode seleccionar. Este ecrã é o primeiro de vários ecrãs.

1-6: . . . Diz ao CBL 2™ que este sensor está ligado ao canal

seleccionado. 7: MORE Mostra o ecrã seguinte da lista de sensores. 8: RETURN TO

Volta ao ecrã Setup sem seleccionar um sensor.

SETUP SCREEN

Quando ligar um sensor sem identificação automática e seleccionar esse canal no ecrã Setup, o DataMate mostra a lista dos sensores de movimento que pode seleccionar.

Nota: os programas adicionais são necessários para executar os sensores de movimento rotativo, radiação do aluno e porta de fotografia.

1: MOTION(M) Diz ao CBL 2 que o sensor ligado a este canal mede os dados em

metros. 2: MOTION(FT) Diz ao CBL 2 que o sensor ligado a este canal mede os dados em pés. 3: NONE Volta ao ecrã Setup sem seleccionar um sensor.

Setup (opção 1 no ecrã principal)

Neste ecrã pode alterar a configuração da experiência actual, incluindo os sensores, alterar o modo de recolha de dados, calibrar um sensor, repor um sensor a zero, guardar ou carregar ficheiros de experiências.

A parte superior do ecrã mostra os sensores ligados aos canais do CBL 2 e a definição de modo actual. A parte inferior lista as opções do menu.

1: OK Volta ao ecrã principal. 2: CALIBRATE Permite calibrar um sensor. 3: ZERO Define a leitura do sensor actual para zero. 4: SAVE/LOAD* Mostra o menu Experiment para que possa guardar, recarregar ou

eliminar ficheiros de experiências na memória

FLASH

do sistema

CBL 2.

* A opção SAVE/LOAD está disponível apenas no DataMate para a TI-83 Plus, TI-83 Plus Silver Edition, TI-86, TI-89, TI-92, TI-92 Plus e Voyage™ 200 PLT.

28 C

OMO COMEÇAR A UTILIZAR O SISTEMA

EXAS INSTRUMENTS INCORPORATED

Time Graph Settings (opção 2 no ecrã Select Settings)

A parte superior do ecrã mostra três campos: Time Interval (tempo em segundos entre amostras), Number of Samples e Experiment Length (em segundos). A parte inferior lista as opções do menu.

1: OK Volta ao ecrã Select Mode. 2: CHANGE TIME

Permite alterar os campos Time Interval e Number of Samples.

SETTINGS

3: ADVANCED Permite alterar as definições dos gráficos e/ou níveis de

accionamento.

Tools (opção 5 no ecrã principal)

As opções do menu Tools permitem executar várias funções, incluindo armazenar as execuções de dados, recuperar dados do CBL 2™ para a calculadora e verificar o estado das pilhas.

1: STORE LATEST RUN O DataMate coloca os dados da primeira execução na Lista 2

(L2) da calculadora. Quando seleccionar STORE LATEST RUN, os dados da Lista 2 são movidos para a Lista 3 da calculadora para que os dados novos possam ser recolhidos na Lista 2. Pode armazenar até duas execuções, que lhe permitem comparar dados de três execuções.

Esta opção não pode ser utilizada com mais do que um sensor nem pode ser utilizada com o sensor de movimento.

2: RETRIEVE DATA Recupera quaisquer dados armazenados na memória do

CBL 2 para a calculadora. Estes podem ser os dados recolhidos com a função QUICK START do CBL 2 ou os dados

da última experiência do DataMate. 3: CHECK BATTERY Verifica o nível das pilhas do CBL 2. 4: RETURN TO MAIN

Volta ao ecrã principal.

SCREEN

EXAS INSTRUMENTS INCORPORATED

OMO COMEÇAR A UTILIZAR O SISTEMA

CBL 2™ 29

30 C

OMO COMEÇAR A UTILIZAR O SISTEMA

EXAS INSTRUMENTS INCORPORATED

Actividade 1 – Somar!!

−

Conceitos matemáticos

♦

Recolha de dados

♦

Gráficos estatísticos

♦

Modelação matemática

♦

Multiplicação enquanto adição repetitiva

♦

Utilização de um padrão na elaboração de uma fórmula

Conceitos científicos

♦

Recolha e análise de dados

♦

Medição da energia eléctrica

♦

Pilhas em série; circuito de série

Materiais

♦

CBL 2™

♦

Calculadora gráfica da TI

♦

Cabo de interligação de aparelhos com 6 polegadas (ou qualquer outro comprimento)

♦

Sensor de diferença de potencial da TI

♦

5 pilhas de 1,5 volts com o mesmo tamanho (por exemplo, pilhas AA (LR6) ou AAA)

♦

Régua com aresta no centro ou qualquer outro dispositivo que mantenha as pilhas fixas

Introdução

Normalmente, utilizamos uma ou mais pilhas quando usamos uma lanterna, uma calculadora e o CBL 2, ou qualquer outro dispositivo alimentado por pilhas. Já substituiu as pilhas da lanterna ou do CBL 2? Qual o volume de energia fornecido pelas pilhas?

Observe o revestimento das pilhas. Repare nos sinais de

negativo (

)

nas extremidades da pilha. Também poderá ver o tamanho (por exemplo,

terminal positivo (+) e terminal

AAA) e a diferença de potencial (por exemplo, 1,5 VOLTS). Se observar a posição das pilhas de várias lanternas, reparará que estão alinhadas numa

coluna ou positivo (+) toque no terminal negativo (

série

. As pilhas da lanterna estão alinhadas de forma a que o terminal

−

). Observe a posição das pilhas no CBL 2.

Embora as pilhas não estejam em fila, os terminais alternam-se e existe uma peça de

−

metal que liga os terminais positivos (+) aos terminais negativos ( ligadas em

série

ou dispostas em série (veja a figura na página seguinte). As pilhas

fornecem energia aos dispositivos electrónicos quando se cria um

). Estas pilhas estão

circuito

. Um circuito pode ser definido como um caminho que liga o terminal positivo ao dispositivo electrónico (a

carga

) e regressa ao terminal negativo.

Este estudo ajuda-o a calcular o total de volts que várias pilhas em série fornecem aos dispositivos alimentados por pilhas!

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CBL 2™ 31

Pilhas em série

Preparação

Utilize o CBL 2 e a calculadora para medir a diferença de potencial de cada uma das cinco pilhas. Em seguida, meça a diferença de potencial de uma pilha, depois uma série de duas pilhas, de três pilhas, etc. Recomenda-se a formação de um grupo de trabalho. Terá de executar três tarefas obrigatórias:

♦

efectuar medições com os fios de diferença de potencial

♦

utilizar a calculadora e o CBL 2

♦

colocar as pilhas

Utilize cinco pilhas com o mesmo tamanho e a mesma diferença de potencial. Utilize pilhas novas ou um conjunto de pilhas que tenham sido utilizadas no mesmo dispositivo.

Mantenha as pilhas fixas através de um suporte de pilhas, uma régua com aresta no centro ou a linha divisória dos tampos de uma mesa ou dos ladrilhos do chão.

As pilhas devem ser alinhadas com um terminal positivo (+) a tocar num terminal

−

negativo (

Recolha de dados

Ligue o CBL 2 à calculadora através do cabo de interligação de aparelhos. Ligue o sensor de diferença de potencial ao canal 1 [CH 1] do CBL 2.

Na calculadora, execute o programa ou a aplicação DataMate. O DataMate identifica automaticamente o sensor de diferença de potencial e carrega uma experiência pré- definida. O ecrã principal do DataMate é ilustrado à direita.

(Se a definição da opção MODE for diferente da ilustrada, prima

Coloque uma pilha no suporte de pilhas ou na régua. Encoste sem soltar os fios de diferença de potencial apropriados ao terminal correcto: vermelho para (+) e preto para (

Leia e registe a diferença de potencial de cada uma das cinco pilhas na pergunta 1 da Folha de registo de dados do aluno (a diferença de potencial aparece no canto superior direito do ecrã principal do DataMate.)

para reiniciar o programa.)

−

). Acabou de criar um circuito de diferença de potencial com o CBL 2.

32 C

OMO COMEÇAR A UTILIZAR O SISTEMA

EXAS INSTRUMENTS INCORPORATED

Em seguida, configure o CBL 2 para efectuar uma medição no modo EVENTS WITH ENTRY.

No ecrã principal, prima ¢ para seleccionar SETUP.

Prima ` ou h para se deslocar para MODE e, em seguida, prima

Prima ¤ para activar EVENTS WITH ENTRY. Isto significa que

irá registar uma medição de diferença de potencial sempre que premir ENTER.

Agora, prima ¢ OK.

Prima £ START.

10.

Prima

para efectuar a primeira medição de uma das pilhas. Quando aparecer ENTER VALUE?, prima ¢ e, em seguida, prima

(Sempre que premir

para efectuar a primeira introdução.

para gravar uma diferença de potencial, a calculadora pede-lhe para introduzir um valor e efectuar o controlo do número de pilhas.)

11.

Alinhe duas pilhas em série. Encoste de novo os fios de diferença de potencial vermelhos ao terminal (+) e os fios de diferença de potencial pretos ao terminal ( Prima

para obter a diferença de potencial das duas pilhas. Identifique esta

medição como sendo a segunda introdução.

12.

Continue a efectuar este procedimento até obter as cinco medições.

13.

Quando terminar a recolha dos dados, prima Prima

para aceder ao ecrã principal do DataMate.

. Aparece o gráfico dos dados.

−

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CBL 2™ 33

Análise

No ecrã principal do DataMate, prima ¤ GRAPH e responda às perguntas de 2 a 6 da Folha de registo de dados do

aluno.

O declive da recta representa o respectivo grau de declive ou a taxa de alteração. O valor numérico do declive pode ser relacionado com vários modelos físicos. Neste modelo, o declive representa a diferença de potencial aproximada por pilha. A unidade de declive deste modelo é diferença de potencial/pilha. A equação utilizada com frequência para este modelo linear denomina-se forma de intersecção de declive e é formulada da seguinte forma:

Y = AX + B

onde A= ao X=0) também denominado por expressa por y=mx+b, onde m é o declive.

Responda à pergunta 7 da Folha de registo de dados do aluno.

A partir do ecrã de gráfico, prima prima ¢ para aceder ao ecrã principal.

Prima  ANALYZE.

Prima £ CURVE FIT.

declive

e B= à intersecção da linha e ao eixo Y (ou o valor de Y quando

intersecção Y

. Esta equação também pode ser

e, em seguida,

34 C

Prima ¢ LINEAR (CH1 VS ENTRY). Copie estas informações de regressão para a pergunta 8 da Folha de registo de dados do aluno.

Prima Prima

DataMate. Responda às perguntas 9 e 10 da Folha de registo de dados do aluno.

OMO COMEÇAR A UTILIZAR O SISTEMA

para ver o gráfico dos dados e o ajustamento da curva.

e, em seguida, prima ¢ RETURN TO MAIN SCREEN e  QUIT para sair do

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Operações avançadas

Verifique se a equação de regressão linear representa a média da diferença de potencial das pilhas utilizadas.

Observe a forma como a diferença de potencial da série das cinco pilhas diminui ao longo do tempo utilizando o modo TIME GRAPH durante algumas horas. Certifique-se de que os fios de diferença de potencial estão encostados aos terminais das pilhas durante a experiência.

Investigue a configuração de um circuito paralelo e calcule a diferença de potencial total das pilhas colocadas numa disposição paralela.

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CBL 2™ 35

Folha de registo de dados do aluno

Registe a diferença de potencial de cada uma das cinco pilhas na tabela abaixo.

Pilha 1

Diferença

potencial

Elabore o gráfico dos dados obtidos através da medição da série de uma pilha, depois de duas pilhas, de três pilhas, etc. Identifique os eixos com as palavras adequadas.

Se ligou os pontos do gráfico, descreva a forma geral do gráfico.

Prima as teclas de setas para percorrer os pontos de dados e registar os dados e a diferença de potencial na tabela abaixo:

# de pilhas

Diferença de

potencial

1 2 3 4 5

O que indicam as medições da diferença de potencial?

36 C

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Indique a diferença de potencial de uma série de seis pilhas. _______________ de 10? ____________ de 20? ______________ de X? ______________

Se X= ao número de pilhas e Y= à diferença de potencial, utilize os dados para elaborar uma equação que descreva a relação das pilhas com a diferença de potencial.

Utilize a equação para determinar A= _____ B= _____ onde Y=AX+B.

Registe os valores indicados pela calculadora quando utilizou o ajustamento da curva.

A= _____________ B= _____________ Y= _____________

Na equação da linha, Y=AX+B, A é denominado e B é denominado . Os valores A e B da calculadora são iguais aos valores A e B que obteve? Efectue uma comparação.

10.

Efectue um resumo da sua pesquisa. Descreva a diferença de potencial total que um dispositivo alimentado por pilhas receberá quando existem várias pilhas dispostas em série. Inclua um desenho das pilhas alinhadas em série.

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CBL 2™ 37

Secção do professor

Teoria

Ciência e matemática:

Quando as pilhas estão alinhadas em série, a diferença de potencial total é igual à soma da diferença de potencial de cada pilha. Não se esqueça de que a diferença de potencial total é calculada através da adição repetida de, por exemplo, 1,4 volts. Após a recolha de todos os dados, os alunos devem utilizar o raciocínio indutivo para concluírem que a série da diferença de potencial pode ser generalizada para 1.4X onde X é o número de pilhas. Trata-se de um modelo linear simples da relação da diferença de potencial com o número de pilhas.

Se as pilhas tiverem cerca de 1,4 volts, a equação linear deve ser aproximadamente Y=1.4X + 0 onde Y é a diferença de potencial total da série e X é o número de pilhas. O declive, ou taxa de alteração da diferença de potencial total, é de 1,4 volts por pilha. A intersecção com o eixo dos Y é igual a (0,0) ou seja, sem pilhas e sem volts. Peça aos alunos para escreverem uma equação cujos nomes das variáveis correspondam ao problema.

Os alunos devem comparar a fórmula criada utilizando o seu próprio raciocínio e os números obtidos pela linha de regressão linear e pela linha de melhor ajustamento (ajustamento da curva) calculadas pela calculadora. Realce o facto de terem sido capazes de desenvolver um modelo para este problema simples a partir das suas próprias capacidades de raciocínio.

Explique aos alunos que poderiam ter utilizado (P,D) em vez das variáveis (X,Y) para descreverem o modelo. As letras P (Pilha) e D (Diferença de potencial) podem ter mais significado no problema físico. Saliente que pode surgir alguma confusão se também utilizarem P para a intersecção de Y neste caso. Analise esta questão. Durante as aulas de matemática, pergunte também como é que a equação linear utilizada nesta actividade Y=AX+P pode ser comparada com a utilização de y=mx+p. Indique que A=declive=m.

Nota: se as pilhas forem novas, a medição da diferença de potencial pode ser superior a 1,4 volts.

Respostas

As respostas podem variar.

Gráfico de amostra:

38 C

OMO COMEÇAR A UTILIZAR O SISTEMA

EXAS INSTRUMENTS INCORPORATED

A forma geral do gráfico deve apresentar uma linha recta quando as pilhas tiverem praticamente a mesma diferença de potencial.

Exemplo: todas as pilhas têm 1,4 volts.

# de pilhas

Diferença deDiferença de

potencial

1 1.4 2 3.0 3 4.4 4 5.8 5 7.2

À medida que se acrescenta uma pilha à série, a diferença de potencial total aumenta cerca de 1,4 volts.

8.6, 14, 28, 1.4X

Y= 1.4X, A=1.4, B=0

Consulte os ecrãs de amostra. As respostas variam consoante a diferença de potencial de cada pilha.

A = declive e B = intersecção de Y. Se as pilhas tiverem voltagens ligeiramente diferentes, o valor do declive calculada representa a média das voltagens. As respostas podem variar.

10.

Estude a utilização correcta dos termos:

declive, intersecção, terminal, volts

série

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CBL 2™ 39

Operações avançadas

Verifique se a equação de regressão linear representa a média da diferença de potencial das pilhas utilizadas.

Investigue a configuração de um circuito paralelo e calcule a diferença de potencial total das pilhas colocadas numa disposição paralela.

Referência

Data Collection Activities for the Middle Grades with the TI-73, CBL, and CBR

Johnston and Young; TI Explorations™ Book.

40 C

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EXAS INSTRUMENTS INCORPORATED

Actividade 2 – Intensidade da luz

Conceitos matemáticos

♦

Representação gráfica dos dados

♦

Comparação de previsões de dados

♦

Relações: o quadrado do inverso

♦

Origens de erro e respectivos efeitos

Conceitos científicos

♦

Recolha e análise de dados

♦

Medição da luz e da distância

Materiais

♦

CBL 2™

♦

Calculadora gráfica da TI

♦

Cabo de interligação de aparelhos com 6 polegadas (ou qualquer outro comprimento)

♦

Sensor de luz da TI

♦

Lâmpada de 60 Watt (incandescente) e bocal para a lâmpada

♦

Régua ou metro

Introdução

Provavelmente, já reparou que a intensidade da luz de uma lâmpada diminui à medida que se afasta. Teoricamente, a intensidade de luz I está relacionada com a distância d da fonte de luz através de uma função com a forma:

onde o valor da constante A depende da lâmpada. Nesta experiência, irá comparar previsões teóricas com medições reais.

Necessita de um sensor de luz da TI (incluído no CBL 2) para medir a intensidade da luz. Pode utilizar um metro ou uma régua graduada (jarda de metal ou metro) para medir a distância.

Preparação

Necessita de uma sala relativamente escura. Coloque uma lâmpada numa das extremidades da sala com um fundo escuro. A intensidade da luz será medida a várias distâncias a partir desta lâmpada.

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CBL 2™ 41

Recolha de dados

Ligue o CBL 2 à calculadora utilizando o cabo de interligação de aparelhos. Ligue o sensor de luz à porta CH1 do CBL 2.

Na calculadora, execute o programa ou a aplicação DataMate. O DataMate identifica automaticamente o sensor de luz e carrega uma experiência pré-definida. Aparece o ecrã principal.

No ecrã principal, prima ¢ SETUP.

Utilize ` ou Aparece o ecrã Select Mode.

para se deslocar para MODE e prima

Prima ¤ para seleccionar EVENTS WITH ENTRY. Aparece novamente o ecrã Setup.

Prima ¢ para seleccionar OK e voltar ao ecrã principal.

Prima £ START. Deverá ver um ecrã semelhante ao ilustrado à direita. Repare que as leituras mudam quando move a

sonda de luz.

Agora, poderá efectuar várias medições de luz com a sonda de luz colocada a várias distâncias da lâmpada e virada na direcção da lâmpada. Normalmente, as distâncias .5, 1, 1,5, 2, 2,5 e 3 metros funcionam correctamente.

Coloque a sonda para a primeira medição e, em seguida, prima aparecer um ecrã semelhante ao ilustrado à direita.

para registar a primeira medição. Deverá

42 C

OMO COMEÇAR A UTILIZAR O SISTEMA

EXAS INSTRUMENTS INCORPORATED

Introduza a distância entre a extremidade da sonda de luz e a lâmpada.

10.

Repita o procedimento acima para efectuar várias medições com distâncias diferentes. Deverá ser suficiente efectuar seis a oito medições. Terminadas as medições, prima

para concluir a fase de recolha de dados desta experiência.

O ecrã abaixo mostra os resultado de uma execução típica.

Análise

Responda às perguntas da Folha de registo de dados do aluno.

Esta experiência baseia-se numa relação simples mas existem várias fontes potenciais de erro experimental. Irá tentar identificar o maior número possível de fontes de erro e minimizar ou compensar os problemas detectados.

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CBL 2™ 43

Operações avançadas

Uma forma de determinar os efeitos dos erros de medição é utilizar previsões teóricas. Parta do princípio de que uma função com a forma

representa correctamente a relação entre a intensidade da luz e a distância. Qual será o resultado obtido para a relação entre uma leitura de intensidade da luz a 0,5 metros e uma leitura a 1 metro? O que é que acontece se a leitura que deveria ter sido efectuada a 0,5 metros foi na realidade efectuada a 45 cm e a leitura que deveria ter sido efectuada a 1 metro foi na realidade efectuada a 1,05 metros?

Se tiver feito tudo ao seu alcance para minimizar as fontes de erro, quais as fontes de erro que ainda poderão afectar os resultados? Por exemplo, não é possível medir com exactidão a distância. Qual a precisão das medições de distância? De que forma os erros restantes afectam os dados?

44 C

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Folha de registo de dados do aluno

Se ligou os pontos do gráfico, descreva a forma geral do gráfico.

Utilize _ e a para determinar as medições do gráfico e registe as medições na tabela abaixo:

Distância Intensidade da luz

Teoricamente, a relação entre a intensidade da luz e a distância é representada por uma função com a forma

onde I é a intensidade da luz e d é a distância entre a extremidade da sonda de luz e a lâmpada. Se tal for verdadeiro, qual será o rácio entre as medições da intensidade da luz efectuadas a 0.5 metros e a 1 metro?

Qual será o rácio entre as medições da intensidade da luz efectuadas a 1 metro e a 2 metros?

Qual será o rácio entre as medições da intensidade da luz efectuadas a 1.5 metros e a 3 metros?

Compare os rácios dos dados reais e os rácios das previsões indicadas acima.

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CBL 2™ 45

Provavelmente, existe alguma diferença entre as previsões e os dados reais. Isto ocorre com alguma frequência. Existem dois motivos gerais para estas diferenças. Existem erros nos dados reais ou teóricos. Nesta actividade, tentamos explorar as fontes dos erros experimentais. Enumere algumas fontes de erro experimental possíveis.

Uma fonte possível de erro experimental é a medição da distância a partir da extremidade da sonda de luz até à lâmpada. Efectue várias medições, colocando a extremidade da sonda de luz a exactamente 1 metro da lâmpada. Descreva a variação nas leituras da intensidade da luz.

Existem várias formas de minimizar esta fonte de erro. Descreva algumas.

Pode investigar os efeitos dos erros nas medições da distância a partir da extremidade da sonda de luz até à lâmpada, fazendo erros deliberados. Qual é o efeito de um erro de 5 cm quando a distância deverá ser de 0.5 metros?

Qual é o efeito de um erro de 5 cm quando a distância deverá ser de 1 metro?

10.

Outra fonte de erro é a luz da sala. Pode investigar os efeitos desta fonte de erro, introduzindo deliberadamente uma lâmpada suplementar e comparando as medições efectuadas com esta lâmpada suplementar ligada e desligada. Que resultados obtém?

11.

Como pode corrigir os efeitos da lâmpada suplementar?

Repita a experiência original, tentando minimizar os erros de medição.

46 C

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Secção do professor

Teoria

A relação entre a intensidade da luz e a distância pode ser descrita por uma função com a forma

mas existem tantas fontes potenciais de erro que os alunos poderão obter discrepâncias entre as previsões teóricas e os dados reais. Também é importante que os alunos compreendam que nem todas as discrepâncias podem ser classificadas como “erro experimental”. Esta actividade tem em consideração este objectivo ao tentar identificar e compensar o erro experimental.

As fontes principais de erro que os alunos devem identificar são:

Erros na medição da distância.

♦

Luz suplementar na sala.

♦

Erros na colocação da sonda de luz.

♦

Reposição da sonda de luz – a sonda pode indicar um valor diferente de zero

♦

quando não existe luz na sala.

Uma forma de transmitir o conceito de que nem todas as discrepâncias podem ser classificadas como “erro experimental” é pedir aos alunos para utilizarem uma lâmpada fluorescente durante as leituras da intensidade da luz. Como as lâmpadas fluorescentes não fornecem uma luz constante, as medições podem apresentar oscilações.

Respostas

Dados de amostra com respostas de amostra:

A metade esquerda de um “U” (a intensidade desce rapidamente à medida que a distância aumenta.)

DistânciaDistância Intensidade da luz

0.5 .228

1 .070

1.5 .034

2 .026

2.5 .020

3 .014

3.5 .013

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OMO COMEÇAR A UTILIZAR O SISTEMA

CBL 2™ 47

A medição efectuada a 0.5 metros deve ser 4 vezes superior à medição efectuada a 1 metro.

A medição efectuada a 1 metro deve ser 4 vezes superior à medição efectuada a 2 metros.

A medição efectuada a 1.5 metros deve ser 4 vezes superior à medição efectuada a 3 metros.

Existe uma discrepância bastante elevada. Por exemplo, a medição real efectuada a 2 metros é apenas 3,06 vezes superior à medição real efectuada a 4 metros.

Luz suplementar na sala, erros na medição da distância, a sonda de luz não foi reposta, a sonda de luz foi colocada correctamente em relação à lâmpada

Depende dos resultados.

Corte pedaços de fios com comprimentos precisos e mantenha a sonda de luz colocando uma das extremidades do fio junto da extremidade da sonda e a outra extremidade do fio numa posição fixa junto da lâmpada. Tenha cuidado para não se queimar na lâmpada.

Um erro de cerca de 4%

Um erro de cerca de 1%

10.

Luz suplementar origina erro. Por exemplo, uma leitura específica pode atingir os

0.15

11.

Efectue duas leituras a distâncias diferentes da lâmpada — uma com a lâmpada acesa e outra com a lâmpada apagada. A diferença entre as duas leituras é a intensidade da lâmpada.

48 C

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EXAS INSTRUMENTS INCORPORATED

Actividade 3 – Sensores de

temperatura:

qual é a temperatura?

Conceitos matemáticos

♦

Equação linear real

♦

Recolha e análise dos dados de temperatura

♦

Elaboração e interpretação de gráficos

Conceitos científicos

♦

Medição e conversões

♦

Recolha de dados

♦

Ciência física – temperatura

Materiais

♦

CBL 2™

♦

Calculadora gráfica da TI

♦

Cabo de interligação de aparelhos com 6 polegadas (ou qualquer outro comprimento)

♦

2 sensores de temperatura

♦

Copo com água tépida

♦

Copo com gelo

♦

Fita adesiva ou fio

Introdução

Nesta investigação irá começar por utilizar um copo com água tépida e acrescentar cubos de gelo à água para obter uma temperatura refrescante. Os dois sensores de temperatura serão utilizados nas medições em graus Celsius e graus Fahrenheit. A partir dos dados recolhidos, irá investigar a fórmula de conversão de Celsius para Fahrenheit que é representada por uma equação linear com a forma Y=AX+B.

Preparação

Prepare um copo com água tépida e outro copo com gelo. Fixe os dois sensores de temperatura com fita adesiva ou um fio, cerca de 5 cm das respectivas extremidades. Os sensores devem ser colocados no copo com água tépida. Como o gelo é acrescentado ao copo com água tépida, certifique-se de que há espaço suficiente. Os dois sensores têm de ficar o mais juntos possível para que meçam a mesma parte do líquido.

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CBL 2™ 49

Recolha de dados

Ligue o CBL 2 à calculadora gráfica através do cabo de interligação.

Ligue um dos sensores de temperatura ao canal 1 [CH 1] e o outro ao canal 2 [CH 2] do CBL 2.

Coloque os dois sensores na água tépida.

Na calculadora, execute o programa ou a aplicação DataMate. O CBL 2 identifica automaticamente os sensores de temperatura (o sensor de temperatura flexível da TI ou o sensor de temperatura em aço inoxidável) nos canais 1 e 2 e carrega uma experiência pré-definida.

No ecrã principal do DataMate, prima ¢ SETUP.

Altere o sensor no canal 2 para medir em graus Fahrenheit. Prima ` ou h para mover o cursor para CH 2 e prima

Prima ¢ TEMPERATURE.

Prima  STAINLESS TEMP (F). Tal carrega os factores de calibração da sonda de temperatura para medir a temperatura em °F.

Prima h para mover o cursor para MODE e, em seguida, prima

10.

Agora, é necessário escolher o modo mais adequado de recolha de dados para esta

para visualizar a lista MODE.

experiência. Neste caso, pretendemos utilizar Selected Events. Prima  SELECTED EVENTS.

Nota: neste modo, sempre que premir ponto de dados para cada sonda ligada ao aparelho.

durante a recolha de dados, o CBL 2 captura um

50 C

OMO COMEÇAR A UTILIZAR O SISTEMA

EXAS INSTRUMENTS INCORPORATED

11.

Efectuada a selecção, aparece o ecrã de configuração. Prima

OK para voltar ao ecrã principal do DataMate (ilustrado à

direita). O CBL 2 está configurado para iniciar a recolha dos dados.

Recolha dos dados

Prima £ START. Aparece um ecrã semelhante ao ilustrado ao lado.

Siga as instruções no ecrã premindo

para recolher os dois primeiros pontos de

dados, um em °C e o outro em °F.

Nota: o objectivo é recolher 10 pontos de dados com temperaturas diversas.

Acrescente alguns cubos de gelo à água, mexa com o sensor de temperatura e aguarde 5 segundos. Observe o ecrã da calculadora à medida que a temperatura desce e, quando pretender, prima

Continue este procedimento até a temperatura em Celsius atingir o ponto de

para recolher outro ponto de dados.

congelação. Pode necessitar de mais do que 10 segundos entre cada amostra para que a água atinja os 0 graus Celsius.

Terminada a recolha dos 10 pontos de dados, prima

para parar a recolha de

dados.

Prima ¢ MAIN SCREEN para continuar para o passo seguinte da investigação.

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CBL 2™ 51

Análise

No ecrã principal, prima ¤ GRAPH. Pode ver três gráficos (um de cada vez) utilizando ` ou

para mover o cursor para o gráfico pretendido e, em seguida, premindo

Quando terminar a visualização dos gráficos, prima para sair do gráfico.

Utilize os gráficos para responder à pergunta da Folha de registo de dados do aluno.

Prima ¢ MAIN SCREEN para continuar.

No ecrã principal, prima  ANALYZE.

Prima £ CURVE FIT para encontrar a linha que melhor corresponde ao gráfico CH2 VS. CH1 (TEMP F VS. TEMP C).

Prima  LINEAR (CH2 VS CH1) para calcular o modelo linear desta relação física. Aparece um ecrã com as equações de regressão linear.

Responda à pergunta 2 da Folha de registo de dados do aluno.

Prima e a para registar os pontos de dados do gráfico de regressão linear.

Responda à pergunta 3 da Folha de registo de dados do aluno.

Prima prima ¢ para aceder ao ecrã principal. Prima  QUIT.

Os eventos (números associados à ordem dos pontos de dados) gravados estão em L1, as temperaturas em Celsius estão em L2 e as temperaturas em Fahrenheit estão em L3 como ilustrado na figura ao lado. Pode utilizar estas informações para outras investigações.

Responda às perguntas de 4 a 7 da Folha de registo de dados do aluno.

para ver o gráfico de dispersão e o gráfico de regressão linear. Utilize

para voltar ao ecrã Analyze e, em Seguida,

52 C

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Operações avançadas

Utilize a lista 4 e a fórmula de conversão de Celsius para Fahrenheit para criar uma nova lista de conversões.

Na lista 5, calcule o valor absoluto da diferença das temperaturas medidas e calculadas em Fahrenheit.

Na lista 6, calcule a percentagem de erro para cada medição dividindo a lista 5 pela lista 4 e multiplicando por 100.

No ecrã principal, calcule a média destas percentagens. Elabore um gráfico de dispersão inverso onde a lista x é a lista 3 e y é a lista 2. Efectue a

derivação da fórmula inversa para converter os graus F em graus C. Calcule a temperatura em graus Celsius quando a temperatura em Fahrenheit for igual a 0 graus.

Elabore um gráfico de ambas as fórmulas na calculadora gráfica e desenhe a linha dos Celsius para encontrar a temperatura em Fahrenheit correspondente a .40 graus Celsius.

É possível utilizar outras combinações com 2 sensores na elaboração de equações de conversão para pressões, luz e força.

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CBL 2™ 53

Folha de registo de dados do aluno

Compare os três gráficos de CH1-TEMP (C), CH2-TEMP (F) e CH2 VS CH1 (TEMP (F) VS. TEMP (C)). Desenhe os gráficos nos eixos abaixo. Não se esqueça de identificar os eixos.

Escreva a equação de regressão linear calculada através da calculadora. Trata-se de uma fórmula de conversão aproximada para conversão de Celsius em Fahrenheit. Identifique o declive e a intersecção de y. Arredonde A e B para a casa decimal seguinte.

Fórmula de conversão aproximada: Declive (A) = Intersecção de Y (B) =

Eis outro método de calcular a fórmula de conversão. Registe dois pontos de dados diferentes que pertençam à linha de regressão e não estejam próximos. Registe os valores na tabela.

Celsius (X) Fahrenheit (Y)

X1= Y1= X2= Y2=

Utilize os pontos na tabela da pergunta 3 para calcular outra estimativa do declive (A) utilizando a fórmula A = (Y2 – Y1)/(X2 – X1).

A =

Utilize o declive na pergunta 4 e um ponto de dados da pergunta 3 para determinar outra fórmula de conversão aproximada. Escreva esta fórmula com a forma Y= AX + B.

Y =

54 C

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É de conhecimento geral que 0¡C é igual a 32¡F e 100¡C igual a 212¡F. Utilize esta informação para determinar a fórmula de conversão exacta.

Celsius (X) Fahrenheit (Y)

X1= Y1= X2= Y2=

A = ______________________ B = ______________________

Y = AX + B Y = ______________________

Prima R. Introduza as seguintes equações:

= equação de regressão linear da pergunta 2.

= fórmula aproximada calculada da pergunta 5.

= a fórmula de conversão exacta da pergunta 6.

Elabore um gráfico de cada uma das funções e, em seguida, de todas as funções. Escreva as semelhanças e as diferenças entre os gráficos. Explique a razão pela qual existem ou não existem diferenças nos gráficos.

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CBL 2™ 55

Secção do professor

Teoria

A conversão de Celsius para Fahrenheit é descrita pela função linear F = 1.8 C + 32 elaborada nesta actividade.

Respostas

As respostas podem variar. A forma geral dos dois primeiros gráficos é semelhante. O terceiro gráfico de F versus C é linear. Dados de amostra:

As respostas podem variar. Dados de amostra: Y=1.7X + 39.4, A=1.7 e B=39.4.

As respostas podem variar. Respostas de amostra:

Celsius (X) Fahrenheit (Y)

X1=9 Y1=55.2 X2=41.9 Y2=113.4

As respostas podem variar. A=1.8

56 C

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As respostas podem variar. Dados de amostra: B=39.3 então Y = 1.8X + 39.3

Celsius (X) Fahrenheit (Y)

X1=0 Y1=32 X2=100 Y2=212

A= 1.8 ou 9/5 B= 32 Y = AX + B Y= 1.8X + 32

As respostas podem variar. Os três gráficos devem ser semelhantes mas não são exactamente iguais devido a um erro de medição. Provavelmente, Y

e Y2 serão os

mais semelhantes.

Operações avançadas

Utilize a lista 4 e a fórmula de conversão de C para F para criar uma nova lista de conversões. Na lista 5, calcule o valor absoluto da diferença das temperaturas medidas e calculadas em Fahrenheit. Na lista 6, calcule a percentagem de erro para cada medição dividindo a lista 5 pela lista 4 e multiplicando por 100. No ecrã principal, calcule a média destas percentagens.

Elabore um gráfico de dispersão inverso onde a lista x é a lista 3 e y é a lista 2. Efectue a derivação da fórmula inversa para converter os graus F em graus C. Calcule a temperatura em graus Celsius quando a temperatura em Fahrenheit for igual a 0 graus.

Elabore um gráfico de ambas as fórmulas na calculadora gráfica e desenhe a linha dos Celsius para encontrar a temperatura em Fahrenheit correspondente a .40 graus Celsius.

É possível utilizar outras combinações com 2 sensores na elaboração de equações de conversão para pressões, luz e força.

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CBL 2™ 57

Referência

Data Collection Activities for the Middle Grades with the TI-73, CBL and CBR:

Johnston and Young; Activity 2: A Tale of Two Temperatures; TI Explorations™ Book.

58 C

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Actividade 4 – Um fruto como pilha

Conceitos matemáticos

♦

Medição

♦

Análise de dados

♦

Taxa de variação

Conceitos científicos

♦

Recolha de dados

♦

Design experimental

♦

Ciência física

Materiais

♦

CBL 2™

♦

Calculadora gráfica da TI

♦

Cabo de interligação de aparelhos com 6 polegadas (ou qualquer outro comprimento)

♦

Sensor de diferença de potencial da TI

♦

Um centavo americano (1959-1982) ou uma moeda de cobre

♦

Anilha de zinco

♦

5 frutos diferentes para as pilhas (laranja, limão, batata, tomate, maçã, etc.)

♦

Faca de plástico para fazer sulcos no fruto

♦

Água e toalha para lavar e secar o centavo e a anilha

♦

Regra para medir os centímetros

Introdução

Já deve ter ouvido falar da pilha de batata que pode fazer com um centavo e uma anilha de zinco. Será que isto funciona mesmo? Nesta investigação, irá testar vários artigos relativamente à sua capacidade de se tornarem numa pilha. O material da batata e de outros objectos funciona como um electrólito na pilha. Estes electrólitos permitem aos iões desassociarem-se e a existência de fluxo de electricidade. A reacção resulta de vários factores: dos dois terminais de metal, do tipo de material a que estão ligados (electrólito), da distância entre os dois metais e do volume de contacto com o fluído. Nesta experiência, irá tentar controlar todas as variáveis à excepção de uma (o electrólito) e descobrir qual será a melhor pilha!

Nesta actividade, irá:

♦

recolher dados sobre a diferença de potencial e elaborar um gráfico de dispersão

♦

comparar os valores das várias pilhas de fruta utilizando o gráfico

♦

determinar a taxa de variação da diferença de potencial ao longo do tempo para a “melhor” pilha

Para iniciar a experiência, controle todas as variáveis à excepção de uma que pretenda medir e que corresponde à diferença de potencial produzida quando os frutos são utilizados como o electrólito da pilha.

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CBL 2™ 59

Parte 1

Preparar a experiência

Escolha uma moeda de cobre e uma anilha de zinco. A anilha não necessita de ter uma tamanho específico, mas terá de utilizar sempre a mesma anilha em toda a experiência. Uma anilha com o mesmo diâmetro e espessura da moeda será uma boa escolha.

Limpe a moeda e a anilha com sabão e água e seque-os. Responda à pergunta 1 a Folha de registo de dados do aluno.

Prepare um recipiente com água para limpar os dois metais quando mudar de um item para outro. Também necessita de toalhas de papel, uma faca de plástico para fazer sulcos no fruto e uma régua para medir os 2 cm de distância entre sulcos. (Esta distância deve ser igual para todas as pilhas.)

Prepare os 5 frutos a testar. A ordem de teste não é importante, mas terá de identificar cada peça de fruta com um número antes de iniciar a experiência.

Preencha as duas primeiras colunas da tabela da pergunta 2 da Folha de registo de dados do aluno.

Ligue o CBL 2 à calculadora. Ligue o sensor de diferença de potencial da TI ao canal 1 (CH1) do CBL 2.

Na calculadora, execute o programa ou a aplicação DataMate. O DataMate identifica automaticamente o sensor de diferença de potencial da TI e carrega uma experiência pré-definida. (As definições serão alteradas.)

Aparece o ecrã principal do DataMate.

60 C

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EXAS INSTRUMENTS INCORPORATED

Prima ¢ SETUP para aceder ao ecrã de configuração.

Prima ` ou h na calculadora para mover o cursor para MODE e prima

Prima ¤ EVENTS WITH ENTRY.

Prima ¢ OK para voltar ao ecrã principal.

10.

Ligue os fios do sensor de diferença de potencial da TI à moeda e à anilha antes de

os inserir no fruto a testar. Ligue o fio vermelho (+) à moeda (de cobre) e o fio preto (.) à anilha (de zinco). O objectivo é verificar se os metais criam uma carga sem o electrólito. Trata-se de um controlo para a experiência para verificar o que acontece quando não faz nada.

Recolha de dados

Prima £ START para iniciar a recolha dos dados.

Encoste a moeda à anilha para efectuar a leitura de controlo. Este número deve ser igual a 0 V. Prima calculadora para introduzir o ponto de dados e prima quando a calculadora o solicitar.

Agora, insira a moeda e a anilha no fruto número 1. A leitura da diferença de potencial deve mudar no ecrã da calculadora. Prima introduzir o ponto de dados e introduza ¢ quando lhe for solicitado.

Repita este procedimento até terminar a recolha dos dados para todas os frutos. Quando terminar a recolha do último ponto de dados, prima o botão calculadora para terminar a recolha de dados.

O gráfico dos dados aparece no ecrã da calculadora.

na calculadora para

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CBL 2™ 61

Análise

Utilize _ e a para percorrer os vários pontos de dados do gráfico e observar os valores de diferença de potencial recolhidos. Registe estes valores na terceira coluna da tabela da Folha de registo de dados do aluno.

Elabore o gráfico na pergunta 3 da Folha de registo de dados do aluno.

Responda às perguntas de 4 a 8.

Parte 2

Para verificar se a “melhor” pilha ainda tem alguma energia, terá de recolher dados sobre a pilha durante um longo período de tempo.

Preparar a experiência

Volte ao ecrã principal premindo

Prima ¢ SETUP para aceder ao ecrã de configuração.

Prima ` ou h para mover o cursor para MODE e, em seguida, prima

Prima £ TIME GRAPH para aceder ao menu Time Graph Settings.

Prima £ CHANGE TIME SETTINGS.

no ecrã de gráficos.

62 C

Introduza 300 em TIME BETWEEN SAMPLES e 48 em NUMBER OF SAMPLES.

O DataMate actualiza o ecrã Time Graph Settings com as novas informações. Como pode observar, esta experiência demora cerca de 14,400 segundos ou 4 horas. Recolhe uma leitura de diferença de potencial de 5 em 5 minutos durante um período de 4 horas.

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Prima ¢ OK para voltar ao ecrã de configuração e ¢ OK de novo para voltar ao ecrã principal.

Recolha de dados

Introduza a moeda e a anilha na “melhor” pilha e ligue os fios de diferença de potencial.

Coloque os materiais da experiência num local onde ninguém lhe mexa durante 4 horas, mas permaneça acessível caso pretenda verificar periodicamente o estado da experiência.

Prima £ START para iniciar a experiência. Pode premir

na calculadora para sair do programa e desligar a calculadora do CBL 2. Tal não afecta a recolha dos dados. Pode optar desligar a calculadora caso tenha de a utilizar durante o período de recolha de dados de 4 horas.

Pode voltar a ligar a calculadora e reiniciar o DataMate para observar os pontos de dados recentemente recolhidos.

Após o período de recolha de dados de 4 horas, volte a ligar a calculadora e reinicie o DataMate. O DataMate informa-o sobre o fim da recolha de dados.

Para obter os dados, prima



TOOLS e £ RETRIEVE DATA. A calculadora obtém os dados a partir do CBL 2 e

para aceder ao ecrã principal e, em seguida, prima

elabora o gráfico no ecrã.

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CBL 2™ 63

Análise

Elabore o desenho na pergunta 9 da Folha de registo de dados do aluno e responda à pergunta 10.

Para determinar a taxa a que a diferença de potencial da pilha diminui, tem de efectuar uma regressão dos dados. Mas antes, seleccione os dados a partir da primeira parte do gráfico (que demora cerca de 2 horas ou 7200 segundos) onde a descida da diferença de potencial parece ser linear.

No ecrã de gráficos, prima

Prima ¤ GRAPH para aceder ao gráfico e prima

para voltar ao ecrã principal.

para aceder ao ecrã Graph

Options.

Prima £ SELECT REGION e siga as instruções apresentadas no ecrã para seleccionar a parte linear do gráfico.

Prima

No ecrã Graph Menu, prima ¢ para voltar ao ecrã principal

para ver o novo gráfico.

e prima  ANALYZE para aceder ao menu Analyze Options.

Prima £ CURVE FIT.

Prima ¢ LINEAR (CH1 VS TIME) para efectuar uma regressão linear dos dados de diferença de potencial. A calculadora visualiza a equação linear e os valores correspondentes.

Introduza estas informações na pergunta 11 da Folha de registo de dados do aluno.

Responda às perguntas de 12 a 16.

64 C

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Folha de registo de dados do aluno

Indique a data da moeda _____________ e o diâmetro da anilha ______________ e da moeda ______________.

Preencha a tabela abaixo utilizando o nome de cada fruto e o número atribuído.

Nome do fruto Número Diferença de

potencial

controlo 0

Elabore o gráfico dos dados recolhidos.

Diferença de potencial sem electrólito (o controlo, 0):

Que item produz a diferença de potencial mais elevada?

Que item produz a diferença de potencial mais baixa?

À medida que a experiência avançava, notou alguma alteração no estado da anilha ou da moeda?

Que item constitui a “melhor” pilha? Porquê?

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CBL 2™ 65

Elabore o gráfico da recolha de dados a longo prazo.

10.

O que parece acontecer à diferença de potencial à medida que o tempo passa?

11.

Introduza a equação de regressão com as constantes.

12.

O que representam os valores A e B?

13.

Qual foi a diminuição da diferença de potencial ao longo do tempo?

14.

Com base na equação de regressão, quanto tempo demoraria até a pilha atingir 0?

15.

Compare este número com os dados originais. Com base na tendência a longo prazo dos dados originais, o tempo calculado para a diferença de potencial atingir um valor de 0 está correcto? O que aconteceu aos dados?

16.

Que factores afectaram ou podem afectar a taxa de diminuição da diferença de potencial?

66 C

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EXAS INSTRUMENTS INCORPORATED

Informações do professor

A utilização de centavos americanos cunhados antes de 1983 deve-se ao facto de o Ministério da Finanças dos E.U.A. ter começado a cunhar centavos de zinco nesse ano.

As anilhas podem ser qualquer tipo de anilha de zinco disponíveis nas lojas de ferragens.

O período de 4 horas utilizado para o exemplo a longo prazo pode ser alterado, embora o período de tempo seleccionado deva ser suficiente para registar uma alteração na diferença de potencial da pilha. Um período de duas horas deve ser suficiente.

A distância entre a moeda e a anilha de todas as pilhas tem de permanecer constante. Uma alteração da distância afecta a diferença de potencial.

Respostas de amostra

A diferença de potencial inicial ou de controlo deverá ter uma leitura igual a zero. Caso obtenha uma leitura diferente, tal poderá dever-se à natureza dos mecanismos internos do CBL 2.

Tabela de pilhas utilizadas nestes dados de amostra:

controlo 0 0.03 batata 1 0.99 banana 2 1.01 tomate 3 1.01 laranja 4 1.04 limão 5 1.05

0.03

limão (1.05 volts)

batata (0.99 volts)

Nome do fruto NúmeroNúmero Diferença deDiferença de

potencial

Sim. Existe uma tendência para a mudança de cor. A moeda fica mais brilhante e a anilha sem brilho.

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CBL 2™ 67

O limão produz a diferença de potencial mais elevada. Outros factores a considerar: menor sujidade (fácil de utilizar), menor custo, etc. Talvez possa debater qual é a “melhor” pilha: a pilha com a maior diferença de potencial ou a pilha que mantém a diferença de potencial durante um período de tempo maior (uma taxa de variação mais lenta).

10.

A diferença de potencial diminui

11.

y = ax + b, a = .4.2E-5, b = 0.7

12.

representa a taxa de diminuição da diferença de potencial. O valor de B é a intersecção de y. Deve ser um valor aproximado ao da diferença de potencial no início da experiência a longo prazo.

13.

0.73 - 0.52 = 0.21 volts

14.

16,667 segundos (4 horas, 38 minutos)

15.

Não. Os dados originais recolhidos indicam que a diferença de potencial ficou nivelada quando atingiu os 0.5 volts ao chegar às 1.5 horas.

16.

O fruto escolhido, o electrólito (o sumo) do fruto que está a secar, a moeda e a anilha que ficam sujas ou sem brilho ao longo do tempo

Referência

Data Collection Activities for the Middle Grades with the TI-73, CBL and CBR:

Young and Johnston; Activity 12: You’ll Get a Charge Out of This!; TI Explorations™ Book.

68 C

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Actividade 5 – Apagar as luzes!

Conceitos matemáticos

♦

Funções periódicas

♦

Elaboração e interpretação de gráficos

Conceitos científicos

♦

Recolha e análise de dados

♦

Período e frequência

Materiais

♦

CBL 2™

♦

Calculadora gráfica da TI

♦

Cabo de interligação de aparelhos com 6 polegadas (ou qualquer outro comprimento)

♦

Sensor de luz da TI

♦

Uma fonte de luz não fluorescente (lâmpada normal)

♦

Uma fonte de luz fluorescente

Introdução

Uma cadeira de baloiço que se movimenta para a frente e para trás, um telefone a tocar e a água que goteja de uma torneira são exemplos de fenómenos se periódicos pois podem ser caracterizados por ciclos rítmicos que ocorrem em intervalos de tempo regulares. O tempo necessário à observação de um ciclo completo do compartamento é chamado unidade de tempo é denominado

período

frequência

. O número de vezes que o ciclo ocorre por

periódicos

. Chamam-

Nas actividades abaixo, irá utilizar o CBL 2 e um sensor de luz para recolher dados para dois tipos de fenómenos periódicos. Em seguida, irá analisar estes dados com a calculadora para determinar o período e a frequência do comportamento observado.

Parte 1

Nesta actividade, vai apontar um sensor de luz na direcção de uma fonte de luz semelhante a uma lâmpada, janela ou luz do retroprojector. Para iniciar, tape a extremidade do sensor com o polegar. Quando activar o CBL 2, tape e destape alternadamente o sensor. As leituras de intensidade da luz são recolhidas pelo CBL 2 e, em seguida, visualizadas sob a forma de um gráfico no ecrã da calculadora.

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CBL 2™ 69

Preparar a experiência

Ligue o CBL 2 à calculadora utilizando o cabo de interligação de aparelhos. Em seguida, ligue o sensor da luz ao canal 1 (CH1) do CBL 2.

Na calculadora, execute o programa ou a aplicação DataMate. O DataMate identifica automaticamente o sensor de luz e carrega uma experiência pré-definida. Aparece o ecrã principal do DataMate.

Esconda o sensor de luz na sua mão, deixando a extremidade do sensor sair cerca de 1,27 cm, como mostrado na imagem acima. A extremidade do sensor tem de estar apontada na direcção do sensor de luz enquanto o CBL 2 recolhe as amostras.

O canto inferior direito do ecrã principal do DataMate indica as leituras de intensidade da luz a partir do sensor de luz à medida que este é tapado e destapado.

Recolha de dados

Prima £ START para iniciar a recolha de dados utilizando a experiência pré-definida.

Tape e destape o sensor em intervalos de tempo regulares (cerca de uma vez por segundo).

Se os dados recolhidos não forem satisfatórios, prima £ START para efectuar outra tentativa.

Os dados devem mostrar níveis de intensidade que começam num valor elevado e, em seguida, alternam entre este valor e um valor próximo de zero num padrão regular. O intervalo de tempo entre ciclos deve parecer relativamente constante.

Análise

Se os dados obtidos forem satisfatórios, elabore um gráfico dos dados nos eixos da Folha 1 de registo de dados do aluno.

70 C

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Folha 1 de registo de dados do aluno

Elabore um gráfico dos dados. Identifique os eixos.

No gráfico de dados acima, o que representam as plataformas? O que representam os valores mínimos?

Prima _ ou a para mover o cursor no gráfico. Os valores de x mostrados na parte inferior do ecrã da calculadora são as vezes e os valores de y são as intensidades. Vá para o primeiro valor de tempo correspondente à intensidade zero (ou quase zero) a seguir à primeira plataforma. Registe este valor de tempo abaixo, arredondando-o para o centésimo de segundo mais próximo:

Utilize as teclas de seta para se mover para o primeiro valor de tempo correspondente à intensidade zero (ou quase zero) a seguir à última plataforma completa mostrada no ecrã. Registe este valor de tempo abaixo, arredondando-o para o centésimo de segundo mais próximo:

Quantos ciclos foram concluídos entre o tempo A e o tempo B? Ou seja, quantas vezes destapou e voltou a tapar o sensor durante este intervalo de tempo? Registe o número abaixo:

(Nesta altura, prima

período

seguida, divida por C, valor abaixo, arredondando-o para o centésimo de segundo mais próximo:

Enquanto o período representa o número de segundos por ciclo, a número de ciclos por segundo. Calcule a frequência do movimento de tapar e destapar, retirando o reciproco do valor de período que acabou de determinar. Registe este valor abaixo.

= ____________________ segundos

C = ____________________

e, em seguida, prima  para sair do programa.)

é o tempo necessário para a conclusão de um ciclo. Subtraia A de B e, em

(B-A)

para calcular o período de tempo médio. Registe este

Período: ____________________ segundos

frequência

é o

Frequência: ____________________ ciclos por segundo

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CBL 2™ 71

Parte 2

Para a segunda parte desta experiência, terá de apontar o sensor de luz para uma lâmpada fluorescente e registar a intensidade durante um curto período de tempo. O gráfico resultante da intensidade vs. tempo é interessante pois mostra que as luzes fluorescentes não permanecem ligadas de forma constante mas que piscam rapidamente de forma periódica. Como a vista humana não consegue distinguir os flashes que ocorrem mais do que 50 vezes por segundo, a luz parece permanecer sempre acesa. Os dados recolhidos serão utilizados para determinar o período e a frequência com que a lâmpada pisca.

Preparar a experiência

Certifique-se de que o sensor de luz da TI está ligado ao CH1 do CBL 2.

Execute o programa ou a aplicação DataMate.

Prima ¢ SETUP para aceder ao ecrã de configuração.

Prima ` ou h para mover o cursor para MODE e, em seguida, prima

Prima £ TIME GRAPH.

72 C

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Prima £ CHANGE TIME SETTINGS para introduzir as novas definições do gráfico de tempo.

Introduza introduza 99 para o número de amostras.

O ecrã Time Graph Settings é actualizado com os novos valores. Como pode verificar, a duração da experiência é bastante curta.

Prima ¢ OK para voltar ao ecrã de configuração e, em seguida, prima ¢ OK de novo para voltar ao ecrã principal.

.0003

Recolha de dados

Mantenha o sensor de luz perto da lâmpada fluorescente e prima £ START para iniciar a recolha dos dados. O CBL 2 emite um sinal sonoro quando inicia a recolha dos dados. A recolha de dados termina quase de imediato.

Se os dados não forem satisfatórios, prima £ START para efectuar outra tentativa. Os dados devem parecer-se com uma série de picos uniformemente separados com

aproximadamente os mesmo tamanho.

para o tempo decorrido entre amostras e

Análise

Se os dados forem satisfatórios, elabore um gráfico dos dados nos eixos da Folha 2 do registo de dados do aluno.

EXAS INSTRUMENTS INCORPORATED

OMO COMEÇAR A UTILIZAR O SISTEMA

CBL 2™ 73

Folha 2 de registo de dados do aluno

Elabore um gráfico dos dados. Identifique os eixos.

A partir do gráfico de intensidade versos tempo da calculadora, parece que os valores de intensidade da luz aumentam e diminuem num padrão regular. O que representam os picos ou os valores máximos do conjunto de dados relativamente à lâmpada fluorescente? O que representam os valores mínimos?

Para calcular o período médio do “piscar” da lâmpada, calcule o intervalo de tempo médio entre o primeiro e o último pico. (A calculadora deve estar no modo Trace.) Utilize as teclas de seta para mover o cursor para o máximo aparente do primeiro pico. O valor de x visualizado na parte inferior do ecrã representa o tempo em que este máximo ocorreu. Registe este valor abaixo.

A seguir, mova o cursor para o máximo do último pico do gráfico. Registe este valor abaixo.

A partir do primeiro pico, conte o número de picos até ao último pico. Registe este valor abaixo.

(Nesta altura, prima

Subtraia A de B e, em seguida, divida por C, médio. Registe este valor abaixo.

A = ____________________ segundos

B = ____________________ segundos

C = ____________________ picos

e, em seguida, prima  para sair do programa.)

(B-A)

para calcular o período de tempo

Período: ____________________ segundos

74 C

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EXAS INSTRUMENTS INCORPORATED

O valor do período calculado na pergunta 5 representa o tempo necessário à realização de um ciclo de ligar/desligar completo; ou seja, os segundos por ciclo. Calcule a frequência (ciclos por segundo), retirando o reciproco do período.

Nos Estados Unidos, o serviços de electricidade públicos utilizam uma frequência de

Frequência: ____________________ ciclos por segundo

corrente de 60 ciclos por segundo. Este valor corresponde ao resultado calculado nesta actividade?

Sugestão:

por segundo.

Se a fonte de luz realmente se desliga em cada meio ciclo, porque é que o valor de y

a denominada corrente alterna utilizada nos lares comuta a polaridade duas vezes

mínimo do gráfico da intensidade vs. tempo não é igual a zero?

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CBL 2™ 75

Secção do professor

Para obter os melhores resultados possíveis, utilize uma fonte de luz brilhante para a Parte 1 da actividade. O acto de tapar e destapar o sensor de luz deve ser efectuado através de um movimento rápido do polegar. O tempo entre estes eventos não é muito importante desde que permaneça relativamente constante entre ciclos.

Para a Parte 2 da actividade, utilize apenas uma lâmpada fluorescente, se possível. Se utilizar mais do que uma lâmpada, podem surgir padrões de interferência indesejáveis no gráfico da intensidade versos tempo.

Respostas

Parte 1: respostas baseadas nos dados de amostra.

As plataformas representam as instâncias em que o sensor estava destapado e os valores mínimos representam as instâncias em que estava tapado.

A= 1.05 segundos

B= 7.9 segundos

Ocorreram 6 ciclos completos.

O período é de 1.14 segundos.

A frequência é de .88 ciclos por segundo.

76 C

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Parte 2: respostas baseadas nos dados da amostra recolhida com a lâmpada fluorescente de 60 Hz.

Os picos correspondem aos tempos em que a lâmpada esteve totalmente acesa e os valores mínimos correspondem aos tempos em que a lâmpada se apagou momentaneamente.

A= .003 segundos

B= .045 segundos

C= 5 picos

O período é de .0084 segundos

A frequência é de 119.05 ciclos por segundo

Como a polaridade comuta duas vezes por ciclo, prevê-se uma frequência de 120 ciclos por segundo. É um valor bastante próximo do valor calculado: 119.05 ciclos por segundo.

O valor de y mínimo não é igual a zero devido à existência de uma luz de fundo.

Referência

Real-World Math with the CBL System: Activities for the TI-83 and TI-83 Plus

Brueningsen, Bower, Antinone and Brueningsen-Kerner; Activity 15: Lights Out; TI Explorations Book.

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CBL 2™ 77

78 C

OMO COMEÇAR A UTILIZAR O SISTEMA

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Actividade 6 – Noite e dia

Conceitos matemáticos

♦

Dados do gráfico para visualização do modelo

♦

Número lógico para a determinação da duração da experiência

Conceitos científicos

♦

Medição

♦

Experiência com sensores de vários tipos e as unidades relacionadas com os valores medidos (tal como temperatura em Celsius e Fahrenheit)

♦

Design e técnica experimental

♦

Método científico

♦

Termodinâmicas

♦

Ciência ambiental e análise de ecossistemas

Materiais

♦

CBL 2™

♦

Calculadora gráfica da TI

♦

Cabo de interligação de aparelhos com 6 polegadas (ou qualquer outro comprimento)

♦

Sensor de temperatura de aço inoxidável e sensor de luz da TI

♦

Fonte de alimentação tal como o transformador de CA TI-9920 ou o transformador externo CBL-EPA da Vernier com uma fonte de alimentação equivalente a uma pilha de 6 volts (opcional)

♦

TI-GRAPH LINK™ com cabo (opcional)

Nota: o sensor de diferença de potencial pode ser utilizado como uma célula solar ou num circuito que meça a condutividade quando relacionada com alterações climatéricas (a condutividade de uma pilha de banana à medida que a sala aquece ou arrefece). Os restantes sensores destinam-se aos dados meteorológicos como a pressão barométrica e a humidade relativa. Consulte a página da TI na Web em education.ti.com/cblprobes para obter uma lista dos sensores disponíveis para o CBL 2. Utilize o transformador CA TI-9920 para fornecer energia ao CBL 2 durante a recolha prolongada de dados ou para fornecer energia a um sensor específico ou o transformador externo CBL-EPA da Vernier.

Introdução

Nesta investigação, vamos construir uma pequena estação meteorológica para recolher dados durante um dia a partir dos sensores. O objectivo é compreender os padrões do tempo.

Antes de começar

Com o seu colega de laboratório ou num pequeno grupo, analise o motivo pelo qual tem de recolher os dados de tempo durante um dia. Numa folha de papel, anote as ideias do grupo.

No grupo, elabore uma hipótese relativa ao que poderá acontecer à temperatura e à intensidade da luz durante a experiência. Escreva as hipóteses.

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CBL 2™ 79

Preparação

É necessário controlar cuidadosamente as variáveis da experiência. Repare se existe algum candeeiro da rua ou algum ventilador de ar quente que possa alterar os dados. Se o equipamento for colocado num local remoto exterior, será necessário protegê-lo da humidade e de possíveis tentativas de furtos.

Preparar os sensores

Ligue o sensor de temperatura de aço inoxidável e o sensor de luz da TI ao canal 1 e canal 2 do CBL 2, respectivamente. Ligue o CBL 2 à calculadora.

Na calculadora, execute o programa ou a aplicação DataMate. O CBL 2 identifica automaticamente os sensores de temperatura e de luz. O programa DataMate também carrega uma experiência pré-definida cujas definições serão alteradas.

Alterar o modo

É necessário seleccionar o modo de recolha de dados mais adequado à experiência. É um passo essencial para o design da experiência. O que é mais lógico utilizar na experiência? É necessário recolher um ponto de dados segundo a segundo durante 24 horas? Será necessário recolher 1.000 pontos de dados? Qual é o objectivo da experiência?

♦

A calculadora tem uma memória limitada pelo que não podemos recolher mais pontos de dados do que os que a calculadora pode processar. Em algumas calculadoras da TI, uma selecção de mais de 180 pontos pode originar alguns problemas nas análises. Algumas regras gerais:

−

Quando utilizar 1 sensor, recolha 180 pontos ou menos.

−

Quando utilizar 2 sensores, recolha 90 pontos por canal ou menos.

−

Quando utilizar 3 sensores, recolha 60 pontos por canal ou menos.

♦

Também é necessário escolher o tipo de sensor correcto. A recolha de dados com uma taxa de 50.000 pontos de dados por segundo (uma leitura a cada 0,00002 segundos) é impossível para a maior parte dos sensores e demasiado rápida para a análise da temperatura quando uma frente fria passa pela área.

Para esta investigação, recolha os dados de 16 em 16 minutos para obter 90 amostras.

Depois de o DataMate identificar automaticamente os sensores, prima ¢ SETUP para aceder ao ecrã de configuração.

80 C

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EXAS INSTRUMENTS INCORPORATED

Prima ` ou h para mover o cursor para MODE e premir

Escolha £ TIME GRAPH.

Para alterar as definições de tempo da experiência, prima

CHANGE TIME SETTINGS.

É necessário especificar as informações correctas de temporização da experiência. Os dados serão recolhidos de 16 em 16 minutos (960 segundos) para obtenção de 90 amostras.

Introduza

em NUMBER OF SAMPLES.

Nota: poderá alterar novamente as definições de tempo caso se tenha enganado. É importante que as definições de tempo da experiência sejam as mais adequadas.

Agora está apto a iniciar a experiência. Prima ¢ OK para

960

em TIME BETWEEN SAMPLES IN SECONDS e

voltar ao ecrã de configuração.

Prima ¢ OK para voltar ao ecrã principal do DataMate.

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CBL 2™ 81

Recolha de dados

Mova o CBL 2 e a calculadora para o local da experiência.

No ecrã principal, prima £ START. A luz verde do CBL 2 fica intermitente e ouve-se um sinal

sonoro que indica que o CBL 2 está a recolher dados. É necessário desligar a calculadora mas continuar a recolha

dos dados.

Prima

Desligue a calculadora do CBL 2. Agora recolha os dados.

Nota: quando a experiência estiver activa, o indicador luminoso verde do CBL 2 fica intermitente enquanto os dados estão a ser recolhidos. Decorridas as 24 horas, a recolha de dados é concluída.

para QUIT BUT CONTINUE COLLECTING.

Obter os dados

Concluída a experiência, siga as instruções abaixo para enviar os dados do CBL 2 para a calculadora.

Ligue a calculadora ao CBL 2.

Execute o programa ou a aplicação DataMate.

No ecrã principal do DataMate, prima  TOOLS.

Prima £ RETRIEVE DATA. Quando os dados estiverem na calculadora, aparecem as

opções de visualização dos gráficos dos dados.

82 C

Para visualizar o gráfico com a temperatura no eixo y e o tempo no eixo x, prima ou h para mover o cursor para CH1-TEMP(C) e prima

Visualize o gráfico relativo à intensidade da luz vs tempo (CH2).

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EXAS INSTRUMENTS INCORPORATED

Análise

A partir dos dados gráficos e numéricos, analise os padrões.

A hipótese aplica-se ao evento?

O que é que os dados indicam sobre as alterações meteorológicas ocorridas durante a experiência?

O que poderia fazer para explicar com maior clareza os fenómenos?

Existe outra relação a investigar?

Operações avançadas

Repita a experiência com padrões meteorológicos diferentes. Recolha dados quando o local ficar exposto a uma frente fria ou quente.

Utilize sensores diferentes (humidade relativa e pressão barométrica) para explorar aspectos mais complexos do tempo.

Navegue na Internet para encontrar informações sobre a temperatura do local da experiência. Os seus dados correspondem aos dados encontrados na Web?

EXAS INSTRUMENTS INCORPORATED

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CBL 2™ 83

Folha de registo de dados do aluno

Faça um desenho do aparelho, incluindo a localização e a orientação de cada sensor relacionado com os factores meteorológicos. Não se esqueça de identificar esses factores (sol, vento, ventiladores de refrigeração, aquecimento, etc.)

Indique o tipo e as unidades utilizadas para cada sensor na tabela abaixo:

Canal Sensor Unidades

1 2 3

DIG/SONIC

Calcule a duração da experiência nas unidades mais adequadas. Taxa de recolha de dados (segundos por ponto): Número de pontos: Duração da experiência:

84 C

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EXAS INSTRUMENTS INCORPORATED

Elabore os gráficos do tempo vs temperatura e do tempo vs intensidade da luz. Não se esqueça de identificar os gráficos. Existem outros gráficos que possam fornecer informações úteis?

Depois de observar um conjunto de dados, como modificaria a experiência para compreender melhor a(s) relação(ões) que está a investigar? Explique a necessidade de implementação de sensores adicionais ou diferentes, da alteração dos tempos utilizados nas recolhas de dados e da localização e/ou ambiente da configuração da experiência.

Utilize as respostas às perguntas de 1 a 5 para escrever o relatório de laboratório sobre a experiência. Descreva os dados recolhidos. O que aconteceu durante a experiência para produzir os dados recolhidos? Explique as possíveis anomalias existentes nos dados.

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CBL 2™ 85

Secção do professor

Teoria

O design experimental é a fase crítica desta investigação de dados do tipo climatérico. O controlo das variáveis e a selecção de um tempo e de uma taxa de recolha de dados adequada ao evento e às tolerâncias do sensor são vitais. Os eventos como uma frente que atravessa a área, as diferenças entre o dia e a noite (arrefecimento da radiação, etc.), o controlo das épocas através da recolha de dados ao longo do ano e vários tipos de tempestade (incluindo furacões e tornados) são ideias possíveis para a recolha de dados.

Os dados de amostra da experiência podem ser semelhantes aos mostrados abaixo:

Intensidade da

Tempo (s) Temp (°C)

960 23.8333 0.7882 2880 23.6429 0.718241 7680 23.7381 0.523911

14400 22.6136 0.196464 18240 21.5 0.01185 24960 20.093 0.00602 38400 18.5714 0.00602 44160 18.1905 0.00602 60480 17.8095 0.00602 62400 18 0.008935 68160 18.7619 0.078894 72960 20.186 0.452008

luz

86 C

OMO COMEÇAR A UTILIZAR O SISTEMA

EXAS INSTRUMENTS INCORPORATED

Respostas

O desenho deve mostrar o local e a orientação de cada sensor e todas as possíveis “fontes” de alteração da medição dos itens detectados pelo sensor. As fotografias podem ser úteis e até permitem a sua publicação numa página da Web.

A tabela da configuração utilizada acima poderá ser semelhante à tabela abaixo:

Nesta configuração, existe: Taxa de recolha de dados (segundos por ponto): 960 segundos/ponto Número de pontos de dados: 90 pontos Duração da experiência: 24 horas

Os gráficos podem ter o tempo no eixo x. No entanto, poderá obter informações úteis a partir da relação entre os dados dos dois sensores (como temperatura versus

intensidade da luz). Para além disto, a utilização de duas variáveis y como uma função de tempo pode resultar num gráfico informativo (temperatura versus intensidade da luz). Certifique-se de que as unidades foram incluídas na identificação.

Canal Sensor Unidades

1 Temperatura graus C 2 Intensidade da luz Nenhuma unidade

(relativa)

3Não utilizado

DIG/SONIC Não utilizado

As respostas podem variar consoante a experiência. Os dois pontos a considerar sempre são a necessidade de alteração das definições de tempo baseada no facto de novas definições poderem fornecer mais informações e a exclusão ou inclusão de sensores numa tentativa de restringir a hipótese a uma ou duas variáveis.

As respostas podem variar.

EXAS INSTRUMENTS INCORPORATED

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CBL 2™ 87

Operações avançadas

É claro que pode utilizar tantos sensores quanto os que quiser para esta experiência da estação meteorológica (por exemplo, barómetro, humidade relativa, etc.). Pode ser necessário calibrar alguns sensores. Para tal, seleccione as opções adequadas no ecrã de configuração quando o cursor indicar o canal ao qual o sensor foi ligado.

Se estiver a utilizar o software TI InterActive!™ ou TI-GRAPH LINK™ para computadores, os alunos podem incluir gráficos e dados obtidos nas experiências nos respectivos relatórios de laboratórios. Se também utilizar o TI InterActive!, os alunos podem incluir os dados da temperatura local obtidos na Internet. Para mais informações sobre o TI InterActive!, visite

education.ti.com/interactive

Referências

Data Collection Activities for the Middle Grades with the TI-73, CBL and CBR:

Johnston and Young; Activity 5: Light and Day; TI Explorations™ Book.

Real-World Math with the CBL System: Activities Using the TI-83 and TI-83 Plus:

Brueningsen, Bower, Antinone, and Brueningsen-Kerner; Activity 21: And Now, the Weather...; TI Explorations Book.

88 C

OMO COMEÇAR A UTILIZAR O SISTEMA

EXAS INSTRUMENTS INCORPORATED

Anexo A: Informações gerais

Informações sobre as pilhas e o transformador

Requisitos de alimentação

O CBL 2™ foi concebido para funcionar com quatro pilhas alcalinas AA (LR6).

Os factores que afectam a duração das pilhas incluem o tempo que o CBL 2 demora a recolher os dados e o volume de energia utilizado pelas sondas ligadas durante as experiências. Para prolongar a duração das pilhas na sala de aulas, recomendamos a utilização de um transformador aprovado.

Para as experiências demoradas fora da sala de aulas, poderá ligar uma pilha de lanterna externa de 6 Volts ao CBL 2. (Consulte Ligar uma pilha externa de 6 Volts na página A-3.)

Quando substituir as pilhas

As pilhas devem ser substituídas quando o ícone de pilha fraca aparece no canto inferior direito da calculadora durante a execução do programa DataMate.

Para além disto, pode testar as pilhas em qualquer altura escolhendo a opção ¤ CHECK BATTERY no ecrã Tools do DataMate.

Nota: guarde os dados recolhidos antes de retirar as pilhas. Os dados recolhidos perder-se-ão quando retirar as pilhas (a memória FLASH do CBL 2 não é afectada.)

Pilhas recomendadas

♦

Quatro pilhas alcalinas de 1,5 Volts do tipo AA (LR6).

♦

Uma pilha de 6 Volts do tipo lanterna. Recomendada para experiências demoradas efectuadas fora da sala de aulas e que exigem um elevado consumo de energia (por exemplo, quando utilizar um detector de movimentos). Para mais informações, consulte Ligar uma pilha externa de 6 Volts na página A-2.

Precauções a ter com as pilhas

Quando substituir as pilhas, tome as seguinte precauções:

♦

Não deixe as pilhas ao alcance das crianças.

♦

Não misture pilhas novas com usadas. Não misture pilhas de várias marcas (ou tipo).

♦

Não misture pilhas recarregáveis e não recarregáveis.

♦

Instale as pilhas de acordo com os esquemas de polaridade (+ e N).

♦

Não coloque pilhas não recarregáveis num carregador de pilhas.

♦

Elimine adequadamente as pilhas usadas.

♦

Não queime nem abra as pilhas.

EXAS INSTRUMENTS INCORPORATED

OMO COMEÇAR A UTILIZAR O SISTEMA

CBL 2™ A-1

Instalar as pilhas AA (LR6)

Siga os passos descritos abaixo para substituir as pilhas.

Colocando o CBL 2™ na vertical, empurre a patilha da tampa do compartimento das pilhas para baixo e retire a tampa.

Substitua as quatro pilhas alcalinas AA (LR6). Não se esqueça de as colocar de acordo com o esquema de polaridade (+ e N) existente no interior do compartimento de pilhas.

Volte a colocar a tampa.

Ligar a um transformador CA opcional

Ligue uma das extremidades de um transformador aprovado à ligação de entrada de corrente externa existente na parte inferior esquerda do CBL 2.

Ligue a outra extremidade do transformador a uma tomada de parede.

Transformadores CA aprovados

O CBL 2 foi concebido para aceitar a entrada de corrente de um transformador CA para CC externo que forneça uma saída de CC regulada de 6 Volts quando ligado a uma tomada de parede.

A fonte de alimentação modelo AC-9920 da Texas Instruments é um transformador CA para CC aprovado para utilização com o CBL 2. Pode também utilizar a fonte de alimentação AC-9201 com o CBL 2. A utilização de outros transformadores pode resultar em interferências de RF e/ou desempenho inaceitável.

Para encomendar um adaptador, contacte o revendedor/distribuidor local da Texas Instruments.

Construir um cabo para o transformador externo

Para construir um cabo para o transformador externo, necessita de um conector, fio de calibre 16 (cerca de 6 pés) e duas pinças.

Nota: na altura desta edição, a ficha CC coaxial Radio Shack™ #274-1569 (5,5mm O.D., 2,1mm I.D.) ou equivalente constitui um conector aceitável.

Identifique 3 pés de fio como preto (massa) e solde-o ao pino isolado do conector.

Identifique 3 pés de fio como vermelho e cole-o à parte externa do conector.

Ligue uma pinça à extremidade aberta de cada fio.

Ligar um transformador externo de 6 Volts

Ligue uma das extremidades do transformador externo à ligação de entrada de corrente externa existente localizado no canto inferior esquerdo do CBL 2.

A-2 C

Ligue o fio vermelho ao terminal positivo (+) da pilha. Ligue o fio preto ao terminal negativo (-) da pilha.

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EXAS INSTRUMENTS INCORPORATED

Mensagens de erro

Resolução de problemas do DataMate

Os ecrãs abaixo podem aparecer quando utilizar o programa DataMate.

Ecrã Explicação

Este ecrã aparece quando não houver actividade no ecrã durante um longo período de tempo. Esta função aproveita a função Desligar automático (Automatic Power Down™, APD™) da calculadora e do CBL 2™ para poupar energia.

♦

Prima ¢ YES para continuar o programa.

♦

Prima £ NO para sair.

Este ecrã aparece quando o CBL 2 não está ligado à calculadora ou quando o CBL 2 necessita de pilhas novas.

♦

Verifique a ligação entre o CBL 2 e a calculadora TI. Empurre o cabo de ligação e, em seguida, seleccione 1: INTERFACE.

♦

Verifique as pilhas do CBL 2. Desligue a calculadora do CBL 2. Em seguida, prima TRANSFER no CBL 2. Se o CBL 2 não emitir um sinal sonoro ou activar o indicador luminoso vermelho, mude as pilhas do CBL 2.

Se seleccionar 1: INTERFACE sem corrigir o problema, aparece o ecrã de erros de ligação.

Verifique a ligação e as pilhas conforme explicado acima e, em seguida, prima ENTER.

Este ecrã aparece quando:

♦

O CBL 2 recolhe os dados e estes não são recuperados para a calculadora.

♦

O utilizador sai do DataMate no meio da recolha de dados (possivelmente por premir ON) e, em seguida, reinicia o DataMate.

Prima ENTER. Seleccione um dos seguintes procedimentos:

♦

Para recuperar os dados, prima  TOOLS e £ RETRIEVE DATA.

♦

Para eliminar os dados, prima CLEAR para reiniciar o CBL 2.

EXAS INSTRUMENTS INCORPORATED

OMO COMEÇAR A UTILIZAR O SISTEMA

CBL 2™ A-3

Ecrã Explicação

O ecrã principal do DataMate mostra um sensor de identificação não automático de uma experiência anterior apesar do sensor já não estar ligado. (Por exemplo, o ecrã da esquerda mostra um sensor de humidade relativa apesar do sensor ter sido removido e o DataMate reiniciado.)

Prima

para reiniciar o CBL 2™ para as condições iniciais. (Geralmente, sempre que vir alguma coisa no ecrã que não esteja correcta, prima

para reiniciar.)

Este ecrã aparece quando o CBL 2 é desligado da calculadora e utilizado para uma tarefa diferente ou quando o CBL 2 perder a potência. Quando voltar a ligar o CBL 2 e a calculadora, a calculadora pode não verificar a configuração do sensor, provocando este erro.

Prima

para reiniciar e, em seguida, configure novamente o canal.

Estes três ecrãs aparecem geralmente quando não há memória disponível na calculadora para recolher os dados e, em seguida, elaborar o gráfico. Reduza o número de pontos que está a tentar recolher.

Em seguida, encontra as

previsões

do número de pontos que podem ser recolhidos, se a memória RAM da calculadora for reiniciada antes de enviar o DataMate para a calculadora:

Calculadora

TI-73

TI-82

1 sensor

~120

98*

2 sensores

~90

98*

Sonic

~70

98*

TI-83

TI-83 Plus / TI-83 Plus

Silver Edition

TI-86

TI-89**

TI-92

TI-92 Plus**

Voyage™ 200 PLT**

* Este é o limite da lista de calculadoras TI-82, TI-83 Plus e

TI-83 Plus Silver Edition.

** Este é o limite de variáveis de dados para estas calculadoras.

Deve ter a versão 2.05 ou superior do sistema operativo (SO). O SO mais recente está disponível em education.ti.com/softwareupdates.

~200

998*

~3000

998

~300

998

~150

~600

~2000

998

~200

998

~120

~400

~1500

998

~150

998

A-4 C

OMO COMEÇAR A UTILIZAR O SISTEMA

EXAS INSTRUMENTS INCORPORATED

Texas instruments CBL 2 GETTING STARTED [pt]

Specifications and Main Features

Frequently Asked Questions

User Manual

Índice

Recolher dados com o sistema CBL 2™

Introdução

Introdução ao DataMate

Recolher dados com a configuração rápida

Guardar e recuperar experiências

Utilizar o sistema CBL 2™ com outros programas

Guardar e recuperar programas com o DATADIR

Referência de ecrãs do DataMate

Actividade 1 – Somar!!

Introdução

Preparação

Recolha de dados

Análise

Operações avançadas

Folha de registo de dados do aluno

Secção do professor

Operações avançadas

Actividade 2 – Intensidade da luz

Introdução

Preparação

Recolha de dados

Operações avançadas

Folha de registo de dados do aluno

Secção do professor

Introdução

Preparação

Recolha de dados

Análise

Operações avançadas

Folha de registo de dados do aluno

Secção do professor

Actividade 4 – Um fruto como pilha

Introdução

Parte 1

Parte 2

Folha de registo de dados do aluno

Informações do professor

Respostas de amostra

Actividade 5 – Apagar as luzes!

Introdução

Parte 1

Folha 1 de registo de dados do aluno

Parte 2

Folha 2 de registo de dados do aluno

Secção do professor

Actividade 6 – Noite e dia

Introdução

Preparação

Análise

Operações avançadas

Folha de registo de dados do aluno

Secção do professor

Anexo A: Informações gerais

Informações sobre as pilhas e o transformador

Ligar a um transformador CA opcional

Construir um cabo para o transformador externo

Mensagens de erro