A LabsLand é uma rede global de laboratórios reais disponíveis online. Os alunos (em escolas, universidades e plataformas de aprendizado em sua casa) podem acessar laboratórios reais pela Internet, usando seu notebook,tablet ou celular.

Os laboratórios são em tempo real (Arduino, FPGAs ...) localizados em diferentes universidades em todo o mundo. Em certos campos (Física, Biologia, Química) os laboratórios são chamados Laboratórios Ultraconcorrentes, neste caso, a universidade registrou todas as combinações potenciais do que pode ser feito em laboratório (em alguns casos, milhares) e disponibilizou-as de forma interativa.

Em todos os casos, o laboratório é sempre real (não simulado) e está disponível na Web (você não precisa obter nenhum hardware, aguardar encomendas, etc.).

Verifique no seguinte vídeo como uma sessão de usuário funciona :

No Laboratório de Impressora 3D, você poderá escolher entre várias configurações de impressão 3D diferentes, como temperatura e orientação, e observar o processo de impressão e os resultados de diferentes ângulos. Você poderá controlar a velocidade de reprodução para experimentar mais rápido do que faria manualmente e pode baixar o arquivo do projeto Ultimaker Cura para experimentar mais.

Estude como funciona a corrente alternada (CA) experimentando com várias lâmpadas conectadas em série e/ou em paralelo. Abrindo ou fechando os interruptores que desejar, você pode ver o efeito na intensidade da luz de cada uma das lâmpadas do circuito criado.

Resumo

Realize uma titulação ácido-base para determinar a concentração de uma solução desconhecida de ácido acético utilizando um titulante de hidróxido de sódio. Este laboratório enfatiza medições visuais lidando com o menisco da bureta, e suporta duas configurações diferentes.

A primeira é para uma abordagem potenciométrica: você terá acesso a um sensor de pH digital e poderá utilizá-lo para determinar quando a solução desconhecida foi neutralizada.

A segunda é para uma abordagem colorimétrica: você pode confiar na mudança de cor devido à presença de um indicador de fenolftaleína, sem ter um sensor de pH digital disponível.

 

Titulação Ácido-Base

As titulações são um método volumétrico baseado na medição da quantidade de um reativo de concentração conhecida (conhecido como padrão primário) que é consumido por uma amostra de concentração desconhecida conhecida como analito.

A titulação é conduzida adicionando o titulante ao analito utilizando uma bureta, de modo a obter uma substância quimicamente equivalente entre o titulante e o analito. Isso é conhecido como o "ponto de equivalência" e é um valor teórico que não pode ser determinado experimentalmente.

A estimativa experimental deste ponto é obtida através de uma aproximação conhecida como "ponto final". Isso é determinado através de uma mudança física. Nesse caso, a mudança de cor da solução é conseguida após a adição de uma substância indicadora: uma substância que muda de cor em certos intervalos de pH.

Para a titulação ácido-base usamos um indicador de fenolftaleína que fica rosa claro após um pH de cerca de 8,4, que é um valor muito próximo ao ponto de equivalência nas titulações ácido-base mais comuns.

Alternativamente, na configuração potenciométrica, um sensor de pH digital pode ser usado para determinar o "ponto de equivalência".

 

Abordagem Colorimétrica vs Potenciométrica

A abordagem colorimétrica se baseia na mudança de cor proporcionada pelo indicador de fenolftaleína. A abordagem potenciométrica, por outro lado, se baseia na elevação do pH conforme medido pelo sensor digital. Nesta versão do laboratório, existem duas configurações diferentes disponíveis, uma para cada abordagem. Na configuração colorimétrica, os alunos podem não ver o sensor de pH digital.

 

Diferenças com o laboratório de Titulação Ácido-Base II

Nesta versão do laboratório (Titulação Ácido-Base II), você pode realizar a titulação ácido-base para uma solução desconhecida de ácido acético. Na outra versão do laboratório (veja Titulação Ácido-Base I), você pode realizar a titulação ácido-base para uma solução de ácido cítrico em vez disso.

Esta versão do laboratório enfatiza as medições visuais da bureta, incluindo a leitura adequada do menisco na bureta. A outra versão do laboratório (veja Titulação Ácido-Base I) não enfatiza isso, e foca nos cálculos em vez disso.

Além disso, nesta versão você pode escolher entre duas configurações diferentes: uma para a abordagem potenciométrica e uma para a abordagem colorimétrica. A configuração para a abordagem colorimétrica não mostra o sensor de pH. Na outra versão do laboratório (veja Titulação Ácido-Base I) há uma única configuração e o sensor é sempre mostrado.

Resumo

Realize uma titulação ácido-base para determinar a concentração de uma solução desconhecida de ácido clorídrico usando um titulante de hidróxido de sódio. Este laboratório enfatiza medições visuais lidando com o menisco da bureta, e suporta duas configurações diferentes.

A primeira é para uma abordagem potenciométrica: você terá acesso a um sensor de pH digital e pode usá-lo para determinar quando a solução desconhecida foi neutralizada.

A segunda é para uma abordagem colorimétrica: você pode confiar na mudança de cor devido à presença de um indicador de fenolftaleína, sem ter disponível um sensor de pH digital.

Titulação ácido-base

Titulações são um método volumétrico que se baseia na medição da quantidade de um reagente de concentração conhecida (conhecido como padrão primário) que é consumido por uma amostra de concentração desconhecida conhecida como analito.

A titulação é conduzida adicionando-se o titulante ao analito usando uma bureta, de modo a obter uma substância quimicamente equivalente entre o titulante e o analito. Isso é conhecido como o "ponto de equivalência" e é um valor teórico que não pode ser determinado experimentalmente.

A estimativa experimental deste ponto é obtida através de uma aproximação conhecida como "ponto final". Isso é determinado através de uma mudança física. Nesse caso, a mudança de cor da solução é alcançada após a adição de uma substância indicadora: uma substância que muda de cor em certos intervalos de pH.

Para a titulação ácido-base usamos um indicador de fenolftaleína que se torna rosa claro após um pH de cerca de 8,4, que é um valor muito próximo ao ponto de equivalência nas titulações ácido-base mais comuns.

Alternativamente, na configuração potenciométrica, um sensor de pH digital pode ser usado para determinar o "ponto de equivalência".

Abordagem Colorimétrica vs Potenciométrica

A abordagem colorimétrica se baseia na mudança de cor fornecida pelo indicador de fenolftaleína. A abordagem potenciométrica, por sua vez, baseia-se no aumento do pH medido pelo sensor digital. Nesta versão do laboratório estão disponíveis duas configurações diferentes, uma para cada abordagem. Na configuração colorimétrica os alunos podem não ver o sensor de pH digital.

Diferenças com outros laboratórios de titulação

Nesta versão do laboratório (Titulação Ácido-Base II) você pode realizar a titulação ácido-base para uma solução desconhecida de ácido clorídrico. Em outras versões do laboratório você pode realizar a titulação ácido-base para uma solução de ácido cítrico (Titulação Ácido-Base I), e ácido acético (Titulação Ácido-Base II).

Tanto esta versão do laboratório (Titulação Ácido-Base III) quanto a Titulação Ácido-Base II enfatizam medições visuais com a bureta, incluindo a leitura correta do menisco na bureta. A outra versão do laboratório (ver Titulação Ácido-Base I) não enfatiza isso, e foca nos cálculos em vez disso.

Além disso, nessas versões você pode escolher entre duas configurações diferentes: uma para a abordagem potenciométrica e outra para a abordagem colorimétrica. A configuração para a abordagem colorimétrica não mostra o sensor de pH. Na outra versão do laboratório (ver Titulação Ácido-Base I) há uma única configuração e o sensor é sempre mostrado.

Resumo

Realize uma titulação ácido-base para determinar a concentração de uma solução desconhecida de ácido cítrico usando um titulante de hidróxido de sódio. Um sensor de pH digital está sempre disponível e um indicador de fenolftaleína foi aplicado à solução desconhecida, de modo que tanto uma abordagem potenciométrica quanto colorimétrica podem ser usadas. Um gráfico em tempo real também está disponível.

Titulação Ácido-Base

As titulações são um método volumétrico que se baseia na medição da quantidade de um reagente de concentração conhecida (conhecido como padrão primário) que é consumido por uma amostra de concentração desconhecida conhecida como analito.

A titulação é conduzida adicionando o titulante ao analito usando uma bureta, de modo a obter uma substância quimicamente equivalente entre o titulante e o analito. Isso é conhecido como "ponto de equivalência" e é um valor teórico que não pode ser determinado experimentalmente.

A estimativa experimental desse ponto é obtida através de uma aproximação conhecida como "ponto final". Isso é determinado por meio de uma mudança física. Nesse caso, a mudança de cor da solução é obtida após a adição de uma substância indicadora: uma substância que muda de cor em determinados intervalos de pH.

Para a titulação ácido-base, usamos um indicador de fenolftaleína que se torna rosa claro após um pH de cerca de 8,4, que é um valor muito próximo ao ponto de equivalência nas titulações ácido-base mais comuns.

Abordagens Colorimétrica vs Potenciométrica

A abordagem colorimétrica depende da mudança de cor fornecida pelo indicador de fenolftaleína. A abordagem potenciométrica depende, em vez disso, do aumento do pH medido pelo sensor digital. Nesta versão do laboratório de titulação ácido-base, ambas as abordagens podem ser usadas. O sensor digital está sempre disponível e não pode ser ocultado.

Diferenças com o Laboratório de Titulação Ácido-Base II

Nesta versão do laboratório (Titulação Ácido-Base I) você pode realizar a titulação ácido-base para uma solução desconhecida de ácido cítrico. Na outra versão do laboratório (veja Titulação Ácido-Base II) você pode realizar a titulação ácido-base para uma solução de ácido acético.

Esta versão do laboratório enfatiza os cálculos, mas não tem medições visuais de bureta entre seus objetivos de aprendizagem. A outra versão do laboratório (veja Titulação Ácido-Base II) enfatiza medições visuais, e os alunos devem aprender a ler corretamente o menisco da bureta.

Além disso, nesta versão há uma única experiência que pode ser usada para ambas as abordagens colorimétrica e potenciométrica. Na outra versão do laboratório (veja Titulação Ácido-Base II) há duas configurações diferentes disponíveis, em uma das quais o sensor digital é ocultado para que os alunos possam depender apenas da mudança de cor.

Experimente com flutuabilidade, o Princípio de Arquimedes e leis físicas semelhantes. Realize medições relacionadas, conduza experimentos e comece a fazer cálculos relativamente avançados para tirar conclusões.

Os experimentos da versão avançada do laboratório de Flutuabilidade normalmente exibirão mais dados (como dados de sensores de nível de líquidos e sensores de peso de objetos) e as atividades propostas envolverão cálculos numéricos de diferentes dificuldades.

Experimente o princípio de Arquimedes: levante e abaixe bolas de diferentes materiais, tamanhos e pesos e veja o que acontece quando elas são introduzidas em um líquido. Elas afundam? Elas flutuam? Por quê? Você conseguiria determinar o peso delas? E o volume do líquido deslocado? A força de empuxo? Tente responder a todas essas perguntas observando o experimento e com a ajuda dos valores fornecidos pelos sensores disponíveis.

Com este laboratório, você pode programar uma placa Arduino Uno real. Ele também inclui vários periféricos de entrada e saída, semelhantes aos que frequentemente são incluídos em kits iniciais de Arduino.

Esses periféricos incluem LEDs, interruptores, botões, um display OLED, um motor servo, etc.

Com este laboratório, você pode programar uma placa Arduino Uno real. Ele também inclui vários periféricos de entrada e saída, semelhantes aos que frequentemente são incluídos em kits iniciais de Arduino.

Esses periféricos incluem LEDs, interruptores, botões, um display OLED, um motor servo, etc.

O laboratório de Robótica Arduino permite que você realize experimentos com um robô real. Defina a lógica do robô através da programação direta no Arduino e, em seguida, envie seu programa para o robô para ver seu comportamento através de uma câmera web. Você pode fazer seu robô evitar paredes, competir em corridas de seguir linhas ou qualquer outro tipo de exercício. Se você preferir usar uma linguagem de programação visual semelhante ao scratch, experimente o nosso laboratório de robótica visual arduino!

O laboratório do robô Arduino permite que você realize experimentos com um robô real. Defina a lógica do robô através de uma linguagem baseada em blocos (Blockly) e, em seguida, carregue seu programa no robô para ver seu comportamento através de uma câmera web. Você pode fazer seu robô evitar paredes, competir em corridas de seguidor de linha ou qualquer outro tipo de exercício. Se você preferir aprender usando código, pode fazê-lo com a versão de código.

Use um IDE online para programar o microcontrolador ATmega328p da ATMEL usando a linguagem assembly. O ATmega328p é usado no Arduino UNO, que é, de fato, a placa que você poderá programar. Vários periféricos estão conectados, incluindo LEDs, potenciômetros e um servo motor, entre outros.

O hardware é compartilhado com o laboratório da placa Arduino, então as atividades que são possíveis naquele também são possíveis aqui. Além disso, é possível combinar código fonte em C com o assembly. Naturalmente, essa versão do laboratório, orientada para assembly, é mais complicada de usar do que outras versões do laboratório Arduino, e é orientada para cursos de microprocessadores, arquitetura de computadores e assembly.

Este laboratório permitirá que você aprenda Eletrônica Digital básica.

Você poderá projetar Sistemas Combinacionais projetando e preenchendo uma tabela verdade, usar Álgebra Booleana, criar mapas de Karnaugh-Veitch (KV ou VK), e testar os sistemas que você criar em hardware remoto real (FPGA Intel).

Resumo

O laboratório da Lei de Boyle permite que os alunos determinem a relação entre a pressão e o volume de um gás em temperatura ambiente e constante. Os alunos podem escolher entre duas seringas de volume diferente e medir a pressão do gás à medida que reduzem o volume. O experimento é refletido em uma análise gráfica na forma de uma isotérmica. Dessa forma, eles podem verificar a Lei de Boyle e aprender sobre o comportamento dos gases de maneira prática e acessível.

Lei de Boyle

A Lei de Boyle estabelece que, a temperatura constante, o volume de um gás é inversamente proporcional à sua pressão. Isso significa que quando a pressão de um gás aumenta, seu volume diminui e vice-versa. A Lei de Boyle pode ser expressa matematicamente como:

V ∝ 1/P

Onde V é o volume do gás e P é a pressão do gás.

O laboratório da Lei de Boyle permite que os alunos ponham essa lei em prática e a verifiquem em um contexto experimental. Medindo o volume e a pressão do gás em diferentes momentos, eles podem traçar um gráfico isotérmico que mostra como o volume do gás muda com base em sua pressão. Se o gráfico isotérmico se ajustar à Lei de Boyle, então os alunos verificaram experimentalmente a lei.

Realizar experimentos como este é uma excelente maneira de aprender sobre o comportamento dos gases e como diferentes variáveis estão relacionadas. Além disso, experimentos práticos podem ser mais acessíveis e memoráveis para os alunos do que simplesmente ler sobre a lei em um livro didático. O gráfico isotérmico visualiza claramente o comportamento do gás e verifica se as previsões da Lei de Boyle são atendidas.

Aplicação no Ensino Secundário e Universitário

O laboratório da Lei de Boyle é tipicamente aplicado em cursos de ciências no nível do ensino médio e em cursos de química no nível universitário. No ensino médio, o laboratório pode ser aplicado em um curso de ciências onde os conceitos básicos de química e física, como a pressão e o volume dos gases, são estudados. Na universidade, o laboratório da Lei de Boyle pode ser aplicado em um curso de química mais avançado, onde o estudo dos gases e seu comportamento é aprofundado.

Objetivos

Um laboratório da Lei de Boyle pode ter diferentes objetivos educacionais dependendo do nível educacional em que é aplicado. Aqui estão alguns exemplos de objetivos que um laboratório da Lei de Boyle pode ter tanto no nível do ensino médio quanto no nível universitário:

No nível do ensino médio:

• Os alunos entendem a Lei de Boyle e sua importância na física dos gases.
• Os alunos praticam habilidades experimentais e observacionais.
• Os alunos desenvolvem habilidades de análise e representação de dados.
• Os alunos compreendem a relação entre temperatura, pressão e volume dos gases.

No nível universitário:

• Os alunos conhecem a Lei de Boyle e sua importância na física dos gases.
• Os alunos demonstram habilidades experimentais e observacionais no laboratório.
• Os alunos aplicam conceitos teóricos de física dos gases em situações práticas.
• Os alunos desenvolvem habilidades de análise e representação de dados em um contexto científico.
• Os alunos entendem como temperatura, pressão e volume dos gases se relacionam em diferentes situações.

Resumo

Este arranjo de laboratório permite que os alunos meçam a concentração de dióxido de carbono dentro de uma câmara selada contendo sementes de tamanho semelhante entre si. Os alunos podem escolher entre diferentes condições experimentais: sementes previamente embebidas em água destilada ou em uma solução de ácido acético à temperatura ambiente (24 1 1)0C, ou sementes não embebidas (não ativadas).

 

Versões deste laboratório

Nesta versão do laboratório, os alunos, de maneira similar a um experimento prático tradicional, precisarão coletar dados das leituras do sensor e criar seus próprios gráficos ou planilhas para analisar e tirar conclusões, pois não inclui gráficos nem permite que os alunos baixem dados.

Há uma versão alternativa do laboratório (Respiração Celular com Gráfico) na qual um gráfico é exibido ao final de cada experimento e os alunos podem baixar os dados em uma planilha.

 

Liberacão de dióxido de carbono na respiração das plantas

A respiração celular é uma das funções vitais realizadas por todas as células, através da qual vários compostos orgânicos são degradados e a energia necessária para outros processos é liberada.

A troca de gases em nível macroscópico é evidência dos processos de transformação de energia que ocorrem nas células. Na presença de oxigênio, o dióxido de carbono é liberado como um subproduto da respiração celular. Essa emissão de dióxido de carbono é essencial para entender o metabolismo dos seres vivos e suas consequências nos ecossistemas.

 

Ativação das Sementes

A embebição ou absorção de água pelas sementes é um processo essencial para ativar seu metabolismo e quebrar a dormência, preparando a semente para a germinação. Esse fenômeno ocorre imergindo as sementes em água ou soluções aquosas por um período especificado, como imersão em água destilada ou ácido acético. A duração e as condições da embebição influenciam diretamente na ativação metabólica da semente, refletindo na taxa de liberação de dióxido de carbono durante o processo de respiração celular. A taxa metabólica pode variar dependendo da espécie e das condições de embebição escolhidas.

 

Experimentos e Configuração

O dispositivo experimental está equipado com um sensor de dióxido de carbono gasoso e uma câmara hermética. Os alunos têm a opção de selecionar entre as três condições experimentais de ativação de sementes detalhadas anteriormente.

Em todos os experimentos, utilizam-se sementes da mesma espécie e de tamanhos semelhantes, o que facilita a comparação dos resultados.

 

Objetivos de Aprendizagem

• Entender o empreendimento científico através do desenvolvimento de um experimento controlado e da interpretação de dados relacionados a processos biológicos.
• Relacionar a liberação de dióxido de carbono sob diferentes condições experimentais à respiração celular, diferenciando os níveis de organização da matéria.
• Identificar a respiração celular como uma característica essencial dos seres vivos e entender a importância das transformações de energia que ela envolve.

Sumário

Esta configuração de laboratório permite que os alunos meçam a concentração de dióxido de carbono dentro de uma câmara selada contendo sementes de tamanho semelhante entre si. Os alunos podem escolher entre diferentes condições experimentais: sementes previamente embebidas em água destilada ou em uma solução de ácido acético à temperatura ambiente (24 \\u00b1 1)\u00b0C, ou sementes não embebidas (não ativadas).

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Versões deste laboratório

Esta versão do laboratório exibe um gráfico no final de cada experimento e permite que os alunos baixem os dados em uma planilha. Isso permite que os alunos analisem os resultados sem precisar coletar e plotar os dados eles mesmos.

Existe uma versão alternativa do laboratório (Respiração Celular) em que o gráfico e os dados não estão disponíveis. Dessa forma, para analisar os resultados e chegar a conclusões adequadas, os alunos precisam coletar e plotar os dados eles mesmos a partir das leituras discretas do sensor, de maneira semelhante a como fariam em um laboratório prático tradicional.

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Liberação de dióxido de carbono na respiração das plantas

A respiração celular é uma das funções vitais realizadas por todas as células, através da qual vários compostos orgânicos são decompostos e a energia necessária para outros processos é liberada.

A troca de gases em um nível macroscópico é evidência dos processos de transformação de energia que ocorrem nas células. Na presença de oxigênio, o dióxido de carbono é liberado como um subproduto da respiração celular. Esta emissão de dióxido de carbono é essencial para entender o metabolismo dos seres vivos e suas consequências nos ecossistemas.

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Ativação de sementes

A embebição ou absorção de água pelas sementes é um processo essencial para ativar seu metabolismo e quebrar a dormência, preparando assim a semente para a germinação. Esse fenômeno ocorre ao imergir as sementes em água ou soluções aquosas por um período especificado, como embebição em água destilada ou ácido acético. A duração e as condições de embebição influenciam diretamente a ativação metabólica da semente, o que se reflete na taxa de liberação de dióxido de carbono durante o processo de respiração celular. A taxa metabólica pode variar dependendo da espécie e das condições de embebição escolhidas.

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Experimentos & Configuração

O dispositivo experimental está equipado com um sensor de dióxido de carbono gasoso e uma câmara hermética. Os alunos têm a opção de selecionar entre as três condições experimentais de ativação de sementes detalhadas anteriormente.

Em todos os experimentos, sementes da mesma espécie com tamanhos semelhantes são usadas, o que facilita a comparação dos resultados.

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Objetivos de Aprendizagem

• Compreender o empreendimento científico através do desenvolvimento de um experimento controlado e da interpretação de dados relacionados a processos biológicos.
• Relacionar a liberação de dióxido de carbono sob diferentes condições experimentais à respiração celular, diferenciando os níveis de organização da matéria.
• Identificar a respiração celular como uma característica essencial dos seres vivos e entender a importância das transformações energéticas que ela envolve.

Bombas centrífugas são utilizadas em diversas áreas para transportar fluidos. Sua energia rotacional geralmente vem de um motor ou de um motor elétrico.

Neste laboratório você poderá acessar e controlar essa bomba, que está configurada em um circuito que pode ser ajustado por várias válvulas. As válvulas podem configurá-la em série ou em configuração paralela. Também é possível, sob certas configurações, observar os efeitos da cavitação.

A Conservação do Momento é uma lei da física que descreve como o momento, que caracteriza o movimento, não muda em uma coleção isolada de objetos, e seu total permanece constante.

Neste laboratório remoto, você poderá fazer dois carrinhos colidirem em uma colisão elástica ou inelástica, e variar certas variáveis experimentais, como a massa dos carrinhos. Assim, você poderá testar experimentalmente se o momento total muda ou não após a colisão.

Resumo

O laboratório Digital Trainer foi projetado para alunos que estão começando com lógica digital, tabelas verdade e Álgebra de Boole.

Durante a atividade, o aluno vê um FPGA da Intel que implementa uma série de tabelas verdade simples. O aluno pode interagir com os dispositivos FPGA para variar as entradas do sistema por meio de interruptores e observar as saídas através de LEDs. O desafio é determinar qual operador lógico o FPGA implementa em cada caso (por exemplo, AND, NAND...).

 

Detalhes adicionais

A atividade foi projetada para ser relativamente simples e direta, mas, ao mesmo tempo, envolvente para os alunos. É projetada em um estilo de jogo e é baseada em hardware real (FPGAs). Dessa forma, não é apenas útil para introduzir e obter familiaridade com lógica digital, mas também permite que os alunos começem a ver os usos futuros desse conhecimento, interagindo de maneira superficial com dispositivos FPGA, do mesmo tipo que são usados na indústria.

A interação com os dispositivos FPGA não adiciona complexidade, pois os alunos não precisam programá-los; eles já implementam uma lógica de caixa preta (que é precisamente o ponto da atividade).

O laboratório é originalmente baseado em uma atividade que a Intel Corporation frequentemente conduz em seus seminários, tanto práticos quanto remotos, utilizando seus Intel DE1-SoC, Intel DE2-115, ou outros tipos de FPGAs.

Resumo

Para experimentação com circuitos analógicos. Através desta ferramenta, você terá acesso ao seu próprio laboratório de eletrônica. Usando sua interface interativa, você pode usar uma placa de prototipagem para conectar componentes e fios. Você também pode conectar e configurar um gerador de funções e uma fonte de alimentação. Uma vez que o circuito esteja projetado, você também pode realizar medições usando o multímetro ou o osciloscópio. Tanto os circuitos quanto as medições são construídos e realizados na realidade: não é uma simulação. Um sistema baseado em relés conecta os componentes conforme você definiu, resultando em sinais e medições reais. Útil para atividades em eletrônica analógica, como a lei de Ohm, a lei de Kirchhoff, caracterização de componentes, aprendizado sobre instrumentação, tipos de circuitos, etc.

 

Uso e Instrumentos

O Laboratório de Eletrônica LabsLand é muito poderoso e é baseado em uma interface interativa com aparência virtual. Como em um laboratório tradicional de eletrônica analógica, o aluno tem acesso e controle sobre uma série de instrumentos, que são os seguintes: placa de prototipagem, gerador de funções, fonte de alimentação, multímetro, osciloscópio. Eles também têm acesso a uma bandeja de componentes, que podem incorporar ao seu circuito.

O principal elemento é a placa de prototipagem. Os alunos geralmente começam criando seu circuito aqui. Para criar um circuito, os componentes serão arrastados da bandeja (na parte superior da tela) para a placa de prototipagem, e eles serão conectados usando fios, acessíveis através da barra de ferramentas no canto superior direito. A interface é muito interativa, permitindo adicionar, mover e remover componentes e fios livremente.

O sistema também permite carregar e salvar circuitos já projetados. Este recurso permitirá usar circuitos complexos como ponto de partida se a atividade tiver sido projetada dessa forma; ou salvar circuitos para mantê-los ou enviá-los ao final de uma atividade.

Na placa de prototipagem, você pode ver vários conectores nas laterais, que conectam o circuito precisamente com o restante dos instrumentos. As etiquetas nesses conectores são bastante descritivas, mas por exemplo, os conectores no canto superior esquerdo, agrupados como "DC Power", onde diz +5V, GND, -5V, conectam o circuito à fonte de alimentação.

Para observar e configurar um instrumento, basta selecioná-lo no menu inferior. Por exemplo, ao clicar em "DC Power", acessamos a fonte de alimentação. Podemos agir na maioria dos seus controles, e isso terá um efeito direto no circuito e nas medições (assumindo que tenhamos conectado o circuito corretamente).

Uma vez que tenhamos projetado e construído o circuito corretamente, e configurado os instrumentos, para realizar uma medição, pressionaremos o botão "Perform measurement" no canto inferior direito. Se o circuito estiver corretamente projetado, após um curto período de tempo, veremos o resultado da medição nos instrumentos. Se tivermos cometido um erro ou se o circuito não puder ser construído por razões de segurança ou porque não é suportado, veremos uma mensagem de erro.

Ao tirar uma medição de um circuito, veremos sob a interface duas fotografias em tempo real do equipamento no momento em que a medição é feita. Durante o período em que é realizada, o circuito é configurado fisicamente usando relés. Seu status às vezes pode ser observado através dos LEDs indicadores.

 

Catálogo de Circuitos

A principal característica do Laboratório de Eletrônica da LabsLand é que não é uma simulação: os circuitos são genuinamente construídos usando relés, todos os componentes incorporados nos circuitos (resistores, diodos, capacitores...) são reais e as medições são realizadas usando instrumentos reais. Isso faz dele um laboratório extremamente realista e poderoso, mas ao mesmo tempo, envolve certas limitações inevitáveis.

Para começar, o laboratório deve suportar (incorporar fisicamente) o componente específico a ser utilizado. Você pode ver quais componentes estão incorporados na bandeja de componentes. Além disso, se você quiser usar mais de um do mesmo tipo de componente, o sistema deve ter um número adequado. Além disso, por segurança, o sistema é projetado para não permitir qualquer tipo de interconexão. Curto-circuitos ou circuitos que excederiam a potência suportada pelos componentes, por exemplo, não podem ser construídos. Circuitos que não foram aprovados para segurança também não podem ser construídos.

Por causa disso, para poder projetar atividades de aula e usar o Laboratório de Eletrônica didaticamente na prática, fornecemos e recomendamos o uso do Catálogo de Circuitos que fornecemos. O Catálogo de Circuitos do LabsLand lista um grande conjunto de circuitos que garantimos que podem ser construídos e usados com segurança e que são geralmente úteis nos vários cursos para os quais o Laboratório de Eletrônica é utilizado.

Ao projetar atividades de aula em torno de circuitos do catálogo, evitaremos o problema potencial de um circuito arbitrário não ser suportado, seja por questões de segurança, disponibilidade de componentes, ou simplesmente porque não pode ser verificado que é válido construir.

Você pode acessar o catálogo através deste link: https://labsland.com/pub/docs/experiments/hive/en/index.html e ele também é listado na seção de conteúdos.

O catálogo inclui seções com circuitos para:

• Resistores
• Diodos
• Circuitos RC
• Circuitos RLC
• Amplificadores Operacionais
• Transistores

Estamos continuamente ampliando o catálogo. Se você estiver interessado em um tipo de circuito que acredita que poderia ser útil, não hesite em nos contatar. Embora não possamos garantir a adição, podemos analisá-lo e possivelmente incorporá-lo em revisões futuras.

 

Operação Interna

O Laboratório de Eletrônica LabsLand é composto por vários "Hives" distribuídos em diferentes instituições ao redor do planeta, funcionando como um "cluster" para fornecer circuitos e medições aos usuários.

Ao projetar um circuito, o circuito não é fisicamente construído e as medições não são realizadas até que o botão "Take Measurement" seja pressionado. Nesse momento, um dos nós distribuídos é atribuído, que instantaneamente constrói o circuito, realiza as medições necessárias e retorna o resultado. O nó específico que realizou uma medição pode ser observado na interface, através das duas fotografias em tempo real. Cada medição pode ser direcionada a um nó diferente: é por isso que você ocasionalmente verá que a imagem e o provedor da última medida variam frequentemente se várias forem realizadas.

Internamente, cada nó é uma caixa que contém vários instrumentos e várias placas projetadas pela LabsLand com relés e os componentes que formarão o circuito. O documento "Hive Node Reference Documentation" explica em detalhes o funcionamento interno dos nós, bem como o propósito de cada tipo de placa interna.

Os nós são projetados de forma que a instituição que os hospeda possa adicionar novos circuitos se desejar e personalizá-los. Isso também está detalhado no manual.

 

Equipamento

O equipamento para este laboratório (ou seja, os nós mencionados anteriormente) foi projetado pela LabsLand e está disponível para venda para ser implantado em instituições. As instituições, ao adquirir e implantar o equipamento em suas próprias instalações, obtêm vários benefícios; entre eles, a capacidade de conduzir pesquisas usando-o e a capacidade de criar e personalizar circuitos.

Para informações sobre como comprar o hardware, você pode visitar nossa página: https://labsland.com/en/hardware

 

Aplicação na Educação Secundária e Universitária

O Laboratório de Eletrônica LabsLand é um recurso educacional excepcionalmente valioso tanto para a educação secundária quanto para a universitária.

O laboratório oferece uma plataforma segura e interativa para explorar os fundamentos da eletrônica analógica. Os alunos podem aprender sobre conceitos básicos, como a Lei de Ohm e a Lei de Kirchhoff, através de experimentação com circuitos reais, algo que geralmente seria limitado ou mesmo fora de seu alcance. Eles também podem ganhar experiência prática com instrumentos de laboratório, como osciloscópios e multímetros, que são essenciais no campo da engenharia elétrica e eletrônica.

O laboratório pode ser usado para reforçar e expandir os conceitos introduzidos nas aulas de eletrônica e experimentar com componentes mais complexos, como amplificadores operacionais e transistores, e projetar seus próprios circuitos para análise e simulações.

A acidez dos solos pode ocorrer devido a vários processos que promovem uma redução do pH. Esses processos ocorrem naturalmente ou por ação humana. As principais fontes de acidez do solo estão associadas aos íons de hidrogênio (H+) e aos íons de alumínio (Al+3) na solução do solo. A acidez trocável é determinada através do uso de soluções de sais neutros, como o cloreto de potássio (KCl). Os íons ácidos (alumínio e hidrônio) que estão retidos na fração coloidal do solo, que na presença de um íon deslocador (K+), fazem com que esses entrem na solução do solo. Após isso, essa solução é titulada com uma solução de hidróxido de sódio de concentração exata para alcançar o ponto final da reação de neutralização usando fenolftaleína como indicador.

Resumo

O laboratório Multi-Phase Flowloop permite que você realize experimentos para visualizar padrões de fluxo de sistemas multifásicos que se desenvolvem na tubulação de produção em possíveis cenários da vida real. Através da variação da vazão da água e do ângulo da própria tubulação, você pode apreciar a formação de diferentes padrões de fluxo ou 'cortes' dependendo dos valores escolhidos.

Detalhes adicionais

Sistemas multifásicos são encontrados em vários cenários industriais, não sendo exceção a indústria de petróleo e gás. A previsão e determinação do padrão de fluxo na tubulação de produção é de grande importância, uma vez que está diretamente relacionado à otimização da própria produção.

Misturas de hidrocarbonetos, água, sedimentos e gases encontrados em reservatórios manifestam comportamentos diferentes durante seu transporte até a superfície do solo. Prever tais comportamentos possibilita uma melhor compreensão para a escolha adequada de máquinas de bombeamento e configurações de tubulação para um transporte bem-sucedido até a instalação de processamento final. A unidade de teste Multi-Phase Flowloop ajuda a alcançar uma melhor previsibilidade de como sistemas multifásicos se comportam na vida real para investigações futuras. Isso permite ao usuário uma melhor compreensão e visualização de como os transportes multifásicos reagem sob taxas de produção variáveis e proporções de mistura.

• A seção de teste é uma tubulação reta transparente de Plexiglas com 0,04m de diâmetro interno (1) e comprimento de 6m.
• Este tubo é suportado por um macaco hidráulico (2) e uma viga de aço carbono, o sistema pode ser inclinado até um ângulo de 90 graus a partir de seu nível horizontal no chão.
• Uma bomba centrífuga de aço inoxidável (3) conectada ao tanque principal (4) fornece água para o sistema. Equipado com um medidor de fluxo por indução eletromagnética e pela velocidade de rotação da bomba, a taxa de fluxo de água pode ser ajustada aos valores desejados.
• Para desenvolver vários padrões de fluxo de fase, o ar pode ser injetado na corrente de água através de um misturador ar-água (5).
• Um funil (6) montado no topo do tanque de água serve para alimentar outra fase, representando o sedimento sólido.
• Uma câmera de alta velocidade (7) montada na tubulação de Plexiglas grava o fluxo.

O laboratório Multi-Phase Flowloop permite que você realize experimentos para visualizar padrões de fluxo de sistemas multifásicos que se desenvolvem na tubulação de produção em possíveis cenários da vida real. Através da variação da vazão da água e do ângulo da própria tubulação, você pode apreciar a formação de diferentes padrões de fluxo ou 'cortes' dependendo dos valores escolhidos.

Aprenda design de Hardware com FPGAs reais!

Neste laboratório, você pode aprender a programar usando duas Linguagens de Desenho de Hardware: VHDL ou Verilog, e testar seu código em uma das nossas múltiplas placas disponíveis. Cada FPGA possui um conjunto de componentes já colocados, como 10 LEDs, 6 displays de 7 segmentos ou múltiplos relógios. Além disso, você terá acesso a 10 switches virtuais e 4 botões virtuais que você pode usar no seu design e que você verá ao interagir com o hardware real.

Sempre que você sintetizar seu código, você será designado a uma placa específica (como Terasic DE2-115 ou Terasic DE1-SoC ou outras), e você poderá enviar seu código para uma das placas disponíveis e ligar e desligar os switches ou pressionar os botões e ver como seu design se comporta. As placas estão localizadas em diferentes universidades, como você verá ao usar cada placa.

Neste laboratório, você não precisa de nenhum software ou hardware instalado no seu computador, tablet ou telefone.

Resumo

O laboratório remoto oferece uma maneira conveniente para escolas e universidades realizarem experimentos sobre gravidade e conservação de energia. Os alunos podem escolher entre uma variedade de objetos com diferentes massas e soltá-los usando um interruptor elétrico. Um dispositivo receptor medirá o tempo que o objeto leva para cair, permitindo que os alunos calculem experimentalmente a gravidade e realizem outros experimentos relacionados a objetos em queda livre. O laboratório oferece atividades para níveis variados, tornando-o adequado para alunos de todas as habilidades. Ao usar o laboratório remoto, os alunos podem compreender mais profundamente esses conceitos fundamentais da física.

Queda Livre

Queda livre é um fenômeno que ocorre quando um objeto cai sob a influência exclusiva da gravidade. Isso pode ser observado ao soltar um objeto de certa altura e vê-lo acelerar em direção ao chão a uma taxa constante. Em escolas e universidades, os experimentos de queda livre são comumente usados para ajudar os alunos a entenderem e explorarem conceitos fundamentais de gravidade e conservação de energia. Esses experimentos geralmente envolvem soltar um objeto de uma altura conhecida e usar um dispositivo receptor para medir seu tempo de queda, permitindo que os alunos calculem a aceleração devido à gravidade e realizem outros experimentos relacionados a objetos em queda livre. Realizando esses experimentos, os alunos podem compreender mais profundamente os princípios físicos que regem a queda livre e como eles se aplicam a situações do mundo real.

Em um experimento de queda livre, os alunos podem medir cuidadosamente a altura inicial do objeto em queda e o tempo que leva para chegar ao chão, permitindo-lhes calcular a aceleração devido à gravidade. Os alunos também podem experimentar diferentes objetos de várias massas para ver como a aceleração devido à gravidade muda com base na massa do objeto. Além de ajudar os alunos a entenderem os princípios básicos da gravidade e da conservação de energia, os experimentos de queda livre também podem ser usados para explorar conceitos mais avançados em física. Por exemplo, os alunos podem experimentar objetos com diferentes formas e densidades para ver como esses fatores afetam a taxa de queda livre. Eles também podem usar os resultados de seus experimentos para fazer previsões sobre o movimento de objetos em situações do mundo real, como o movimento de um paraquedista ou de um satélite em órbita ao redor da Terra. No geral, os experimentos de queda livre são uma maneira envolvente e eficaz para os alunos aprenderem sobre os princípios fundamentais da física.

Incorporação em cursos de Física e Ciências Físicas

Experimentos de queda livre são tipicamente incluídos em cursos de nível universitário e escolar que se concentram em física e ciências físicas. No nível universitário, os experimentos de queda livre são frequentemente incluídos em cursos introdutórios de física, bem como em cursos mais avançados que focam em mecânica, gravitação e outros tópicos relacionados. No nível escolar, os experimentos de queda livre são frequentemente incluídos em cursos de ciências físicas do ensino fundamental e médio, onde eles podem ajudar os alunos a desenvolver uma compreensão de conceitos e princípios fundamentais das ciências físicas, como forças, movimento, energia e momento. Esses experimentos também podem ser incluídos em cursos mais avançados, como física do ensino médio ou cursos de física de nível universitário para não-majores em física.

Objetivos de aprendizagem típicos

Os objetivos de aprendizagem típicos de um laboratório de queda livre para níveis escolares e universitários são os seguintes:

1. Desenvolver uma compreensão de conceitos e princípios fundamentais das ciências físicas, como forças, movimento, energia e momento. A queda livre é um conceito chave no estudo do movimento e dos efeitos da gravidade, e está relacionada a esses conceitos e princípios das ciências físicas.
2. Aplicar conceitos e princípios das ciências físicas a situações do mundo real usando equipamentos e instalações de laboratório. O conceito de queda livre é relevante para uma ampla gama de situações do mundo real e pode ser estudado usando equipamentos e instalações de laboratório.
3. Obter experiência prática na condução de experimentos e análise de dados, usando equipamentos e instalações especializadas. Os experimentos de queda livre podem fornecer aos alunos experiência prática na condução de experimentos e análise de dados.
4. Aprender a projetar e conduzir experimentos usando equipamentos e instalações de laboratório. Os experimentos de queda livre podem ajudar os alunos a aprender a projetar e conduzir experimentos.
5. Aprender a controlar variáveis e coletar dados, usando equipamentos e instalações especializadas. Nos experimentos de queda livre, os alunos podem aprender a controlar variáveis e coletar dados.
6. Usar dados coletados para tirar conclusões e fazer previsões. Os dados coletados de experimentos de queda livre podem ser usados para tirar conclusões e fazer previsões sobre os efeitos da gravidade no movimento dos objetos.
7. Desenvolver habilidades de pensamento crítico e resolução de problemas através do uso de equipamentos e instalações de laboratório. Os experimentos de queda livre podem ajudar os alunos a desenvolver habilidades de pensamento crítico e resolução de problemas.
8. Apreciar a importância da investigação científica e do método científico, e o papel da tecnologia no avanço do conhecimento científico. Os experimentos de queda livre podem ajudar os alunos a apreciar a importância da investigação científica e o papel da tecnologia no avanço do conhecimento científico.

A lei de Gay-Lussac nos permite estudar o comportamento dos gases e é frequentemente estudada em física e química. Ela relaciona a pressão de um gás com sua temperatura, enquanto outros parâmetros, como volume e quantidade, permanecem constantes.

Existem várias maneiras de verificar a lei de Gay-Lussac. Neste experimento, verificaremos que, para uma determinada quantidade de gás, a pressão é diretamente proporcional à temperatura.

Escreva e compile seu projeto no navegador e teste-o em uma DE1-SoC real. Observe os LEDs e os displays de sete segmentos pela câmera ao vivo e interaja usando as chaves e os botões virtuais.

Para usar a UART, escolha a interface padrão no seletor e ative o terminal serial UART antes de entrar. As sessões UART usam placas compatíveis.

Crie e compile seu projeto FPGA no Quartus e envie o arquivo .sof aqui. Escolha a interface padrão para acesso direto ou selecione uma interface antes de entrar para usar outros controles e simulações disponíveis.

Para usar a UART, escolha a interface padrão no seletor e ative o terminal serial UART antes de entrar. As sessões UART usam placas compatíveis.

Aprenda design de Hardware com FPGAs usando Terasic DE2-115!

Neste laboratório, você pode aprender a programar usando duas Linguagens de Design de Hardware: VHDL ou Verilog, e testar seu código em uma FPGA Terasic DE2-115 real. A FPGA possui um conjunto de componentes já posicionados, como 18 LEDs vermelhos, 9 LEDs verdes, 8 displays de 7 segmentos e múltiplos relógios. Além disso, você terá acesso a 18 chaves virtuais e 4 botões virtuais que você pode usar em seu design e que verá ao interagir com o hardware real. Dessa forma, você poderá ligar e desligar as chaves ou pressionar os botões e ver como seu design se comporta. As placas estão localizadas em diferentes universidades, como você verá ao usar cada placa.

Neste laboratório, você não precisa de nenhum software ou hardware instalado no seu computador, tablet ou telefone.

Aprenda design de hardware com FPGAs usando Terasic DE2-115!

Neste laboratório, você pode aprender a programar usando duas Linguagens de Design de Hardware: VHDL ou Verilog, e testar seu código em um FPGA Terasic DE2-115 real. O FPGA possui um conjunto de componentes já disponíveis, como LEDs, displays de 7 segmentos ou múltiplos relógios. Além disso, você terá acesso a 18 interruptores virtuais e 4 botões virtuais que você pode usar em seu design e que verá ao interagir com o hardware real. Dessa forma, você poderá ligar e desligar os interruptores ou pressionar os botões e ver como seu design se comporta. As placas estão localizadas em diferentes universidades, como você verá ao usar cada placa.

Neste laboratório, você não precisa de nenhum software ou hardware instalado em seu computador, tablet ou telefone.

Através deste laboratório remoto, você pode experimentar a segunda lei de Newton em um sistema que permite observar e analisar o comportamento de uma bola se movendo ao longo de um plano inclinado ou em queda livre. Os parâmetros a serem analisados são: tempo, velocidade e aceleração da bola durante a queda. O ângulo de inclinação é configurável pelo usuário, atingindo 90º e permitindo experimentar um cenário de queda livre. Verifique se a bola rola enquanto viaja no plano inclinado ou se apenas se move para baixo. Dependerá da inclinação definida? Teste!

Esse dispositivo permite obter medições em tempo real das condições de iluminação de um espaço construído e operacional, e propor diferentes alternativas graças aos seus resultados.

Acesse para saber em mais detalhes como usar este equipamento em nível profissional!

Resumo

Este laboratório facilita experimentos com campo magnético usando uma corrente constante em um condutor reto, cuja intensidade pode ser ajustada. Um sensor de Hall móvel mede a magnitude do campo em várias distâncias. Nesta versão do laboratório, os alunos registram os dados manualmente.

Versões do laboratório

Nesta versão do laboratório, gráficos não estão incluídos e o download de dados pelo aluno não é permitido. Em vez disso, o aluno deve coletar os dados das leituras dos sensores e da distância ao condutor, similar a um experimento prático tradicional. Isso permite a eles construir seus próprios gráficos e criar planilhas personalizadas para análise de dados e elaboração de conclusões.

Existe uma versão alternativa do laboratório (Campo Magnético com Gráfico) na qual um gráfico é fornecido no final de cada experimento e os alunos podem fazer o download dos dados em uma planilha. Esta versão pode ser especialmente útil para aqueles alunos que preferem um acesso mais direto aos dados coletados durante o experimento.

Campo Magnético

Partículas carregadas em movimento têm a capacidade de criar um campo magnético ao seu redor, que pode interagir com outras partículas carregadas em movimento. Nesse contexto, um condutor pelo qual flui uma corrente elétrica gera um campo magnético em seu entorno. Esse fenômeno físico é fundamental em inúmeros avanços tecnológicos que encontramos em nossas vidas diárias, como motores elétricos e diversos dispositivos eletrônicos.

Experimentos Potenciais

Numerosos experimentos podem ser realizados com nosso equipamento de laboratório. Os usuários podem observar como a força do campo magnético varia com a corrente que o gera. Eles podem explorar os princípios fundamentais da indução eletromagnética, visualizando a ligação entre um campo magnético em mudança e a corrente elétrica induzida. Ajustando a distância da sonda em relação ao campo, eles podem verificar experimentalmente a lei do inverso do quadrado do magnetismo, explorando a relação intrincada entre a intensidade do campo e a distância.

Objetivos de Aprendizagem

O laboratório pode abordar os seguintes objetivos de aprendizagem:

• Compreender o conceito de campo magnético e como ele pode ser gerado e medido.

• Reconhecer a relação entre a intensidade do campo magnético e a corrente que o gera.

• Entender o princípio da indução eletromagnética.

• Compreender e verificar a lei do inverso do quadrado para campos magnéticos.

• Desenvolver habilidades em coleta, análise e interpretação de dados em um contexto de física.

• Aumentar a compreensão dos princípios físicos e suas aplicações no mundo real.

Sumário

Este laboratório facilita experimentos de campo magnético com uma corrente constante em um condutor retilíneo, cuja intensidade pode ser ajustada. Um sensor de Hall móvel mede a magnitude do campo a várias distâncias. Nesta versão dos laboratórios, os alunos veem um gráfico com os dados e podem baixá-lo para processamento posterior.

Versões do laboratório

Esta versão do laboratório exibe um gráfico ao final de cada experimento e permite que os alunos baixem os dados em uma planilha. Isso permite que os alunos analisem os resultados sem precisar reunir e plotar os dados por conta própria.

Existe uma versão alternativa do laboratório (Campo Magnético) em que o gráfico e os dados não estão disponíveis. Dessa forma, para analisar os resultados e alcançar conclusões adequadas, os alunos precisam reunir e plotar os dados por conta própria a partir das leituras discretas do sensor, de maneira similar ao que fariam em um laboratório prático tradicional.

Campo Magnético

Partículas carregadas em movimento têm a capacidade de criar um campo magnético ao seu redor, que pode interagir com outras partículas carregadas em movimento. Nesse contexto, um condutor pelo qual flui uma corrente elétrica gera um campo magnético em seu entorno. Esse fenômeno físico é fundamental em inúmeros avanços tecnológicos que encontramos em nosso dia a dia, como motores elétricos e diversos dispositivos eletrônicos.

Experimentos Potenciais

Numerosos experimentos podem ser realizados com nossa configuração de laboratório. Os usuários podem observar como a intensidade do campo magnético varia com a corrente que o gera. Eles podem explorar os princípios fundamentais da indução eletromagnética, visualizando a ligação entre um campo magnético em mudança e a corrente elétrica induzida. Ajustando a distância da sonda em relação ao campo, eles podem verificar experimentalmente a lei do inverso do quadrado do magnetismo, aprofundando na relação intrincada entre a intensidade do campo e a distância.

Objetivos de Aprendizado

O laboratório pode cobrir os seguintes objetivos de aprendizado:

• Compreender alguns processos de investigação científica através do desenvolvimento de um experimento controlado e da coleta e interpretação de dados associados a um fenômeno físico.

• Reconhecer a corrente elétrica como fonte de campo magnético.

• Encontrar a relação entre o valor do campo magnético em uma determinada direção e a intensidade da corrente através de um condutor retilíneo.

• Encontrar a relação entre o valor do campo magnético em uma determinada direção e a distância até o condutor.

The Materials remote laboratory offers students the opportunity to explore the behavior and properties of different materials under various treatments and testing conditions—all from anywhere in the world. This lab is designed to provide hands-on experience with real materials and advanced testing equipment, enabling deep learning of material science concepts.

 

Materials and Treatments

Students can select from a range of materials, including:

• Steel
• Aluminum
• Copper
• Titanium

Each material supports multiple treatments, allowing students to experiment with heat treatment, surface finishing, and other processes to study how treatments affect material properties.

 

Testing Capabilities

Once materials and treatments are selected, students can perform a variety of industry-standard tests:

• Tensile Test: Evaluate the material's strength and ductility under tension.
• Notched Bar Impact Test: Measure material toughness and resistance to impact.
• Hardness Measurement: Determine the material's resistance to deformation or scratching.
• Microstructure Analysis: Analyze the internal structure of the material to understand grain size, phase distribution, and more.

 

Educational Benefits

This lab provides an ultraconcurrent experience, enabling multiple students to perform experiments simultaneously without compromising access or results. It integrates seamlessly into material science and engineering courses, offering hands-on experimentation that enhances theoretical learning.

With its advanced features and broad material selection, the Materials remote laboratory equips students with the skills and knowledge needed for modern materials engineering.

No Laboratório de Microscopia, você pode explorar uma variedade de amostras usando técnicas básicas de microscopia. Aprenda a operar o microscópio, incluindo ajustar o foco, gerenciar a iluminação e trocar as lentes para controlar os níveis de zoom. Observe diferentes amostras de tecidos vegetais e animais, adquira experiência prática com recursos essenciais de microscopia e aprofunde seu entendimento sobre como os microscópios funcionam.

In the Microscope Laboratory, you can explore a variety of samples using basic microscopy techniques. Learn how to operate the microscope, including adjusting focus, managing lighting, and changing lenses to control zoom levels. Observe different plant and animal tissue samples, gain hands-on experience with essential microscopy features, and deepen your understanding of how microscopes work. In this version of the Microscope lab, successfully preparing the sample is mandatory before controlling the microscope itself.

Através deste laboratório remoto, você pode experimentar o que acontece com dois raios de luz passando por uma lente biconvexa, bicôncava ou convexa. Você pode controlar a lente a qualquer momento.

Experimente com ela, variando parâmetros básicos como a abertura e o RPM e observe a saída, gerando eletricidade e medindo-a.

Com este experimento, você pode controlar o ângulo inicial da carga e ver o comportamento de um pêndulo simples real. Este experimento fornecerá um conjunto de dados reais que você pode usar para analisar o comportamento do pêndulo dependendo do milissegundo específico, velocidade, comprimento da oscilação, etc. Você também pode anexar pesos ao pêndulo.

Planárias são vermes achatados que podem ser usados para estudar o efeito de diferentes substâncias no sistema nervoso. Neste laboratório remoto, você pode escolher a solução na qual colocar as planárias. As soluções são aquosas e contêm diferentes substâncias excitadoras ou inibidoras, com diferentes concentrações dissolvidas nelas.

Nesta versão do laboratório de planárias, há um contador manual que os alunos podem usar para contar o número de vezes que as planárias cruzam uma linha (para estimar seu nível de atividade).

As planárias são vermes achatados que podem ser usados para estudar o efeito de diferentes substâncias no sistema nervoso. Neste laboratório remoto, você pode escolher a solução em que deseja colocar as planárias. As soluções são aquosas e têm diferentes substâncias excitatórias ou inibitórias, com diferentes concentrações, dissolvidas nelas.

Nesta versão do laboratório de planárias, o número de vezes que as planárias cruzam as linhas é contado automaticamente.

Planárias são vermes achatados que podem ser usados para estudar o efeito de diferentes substâncias no sistema nervoso. Neste laboratório remoto, você pode escolher a solução na qual colocar as planárias. As soluções são aquosas e contêm diferentes substâncias excitadoras ou inibidoras, com diferentes concentrações, dissolvidas nelas.

Nesta versão do laboratório, os nomes das substâncias não são exibidos. O desafio, portanto, pode ser determinar qual substância é qual, medindo o nível de atividade das planárias em cada substância desconhecida.

Resumo

O conjunto, útil para escolas e universidades, inclui um contador Geiger que pode medir o número de colisões de partículas detectadas. O usuário pode escolher entre diferentes fontes radioativas, bem como um absorvedor para colocar entre a fonte radioativa e a sonda. Além disso, outros parâmetros que os usuários podem variar são a distância e o número de testes. Isso permite uma ampla gama de experimentos e oportunidades de aprendizado.

 

Radioatividade

A radioatividade é o processo pelo qual um núcleo atômico perde energia emitindo partículas e radiação. Isso pode ocorrer naturalmente em certos elementos ou artificialmente através do uso de reações nucleares. No contexto da física em escolas e universidades, estudar a radioatividade pode fornecer insights valiosos sobre a natureza fundamental da matéria e as leis da física.

Um experimento comum nesta área é a medição da radioatividade usando um contador Geiger. Este instrumento é capaz de detectar a emissão de partículas de uma fonte radioativa, permitindo aos alunos entender os princípios básicos da radiação e seus efeitos sobre a matéria. Ao variar o tipo de fonte radioativa, a distância entre a fonte e o detector, e o tipo de material absorvedor colocado entre os dois, os alunos podem explorar uma ampla gama de fenômenos e obter uma compreensão mais profunda dos princípios subjacentes.

Além do seu valor educacional, estudar a radioatividade também tem aplicações práticas em áreas como medicina, produção de energia e proteção ambiental. Como tal, é um tópico importante para os alunos aprenderem, tanto pelo seu interesse intrínseco quanto pelas muitas aplicações do mundo real que possui.

 

Aplicações da radioatividade no mundo real

Uma das aplicações mais comuns da radioatividade é na área da medicina. Isótopos radioativos são usados em técnicas de imagem médica como tomografias PET e SPECT, que permitem aos médicos ver o interior do corpo e diagnosticar doenças. Isótopos radioativos também são usados em tratamentos contra o câncer, como a radioterapia, onde são utilizados para matar células cancerígenas.

A radioatividade também é usada em indústrias como a exploração de petróleo e gás, onde é usada para medir a permeabilidade das formações rochosas e o fluxo de fluidos através delas. Isótopos radioativos também são usados em detectores de fumaça e na produção de relógios e instrumentos luminosos.

No geral, a radioatividade tem uma ampla gama de aplicações em áreas como medicina, indústria e até mesmo em produtos de consumo cotidiano. Continua a ser uma área de estudo importante na física e outras ciências, e suas utilizações continuam a se expandir à medida que novas tecnologias são desenvolvidas.

 

Experimentos de radioatividade em escolas e universidades

O uso de um contador Geiger em um experimento de radioatividade permite uma ampla gama de possibilidades. Ao variar os emissores e absorvedores de radiação, os alunos podem observar os efeitos de diferentes fontes e materiais nas colisões de partículas detectadas. Isso pode ajudar os alunos a entender as propriedades da radioatividade e o comportamento de diferentes partículas.

Além disso, podem ser realizados experimentos envolvendo a determinação do tipo de partícula emitida observando se a partícula é absorvida ou não. Colocando diferentes absorvedores entre a fonte e a sonda, os alunos podem determinar as propriedades das partículas emitidas e obter uma compreensão mais profunda da radioatividade.

Por fim, podem ser realizados experimentos envolvendo a determinação da forma geométrica da emissão de radioatividade usando um contador Geiger. Medindo cuidadosamente as colisões de partículas detectadas a diferentes distâncias, os alunos podem obter insights sobre a distribuição espacial da radioatividade. Isso pode ajudar os alunos a entender os princípios fundamentais da radioatividade e suas aplicações no mundo real.

 

Objetivos de aprendizagem potenciais

Os objetivos potenciais das atividades realizadas com o laboratório são os seguintes:

1. Compreender as propriedades e o comportamento das emissões radioativas.
2. Realizar experimentos para medir os efeitos da radiação em vários materiais.
3. Determinar o tipo de radiação emitida por uma fonte radioativa.
4. Entender os princípios de segurança e manuseio da radiação.
5. Investigar as aplicações da radioatividade em áreas como medicina, indústria e pesquisa.
6. Entender os princípios de contadores Geiger e seu uso na medição de radioatividade.
7. Compreender o desenvolvimento histórico do conceito de radioatividade e sua descoberta.
8. Explorar as implicações éticas do uso de materiais radioativos.

O laboratório do carro em movimento permite estudar cinemática básica deixando um pequeno carro descer por uma rampa. Isso resultará em um movimento acelerado linear. Você pode usar o temporizador embutido para medir por si mesmo quanto tempo o carro leva para descer. Alternativamente, após cada experimento, o software informará o tempo que levou.

A lei de Snell (a lei da refração) é uma fórmula usada para descrever a relação entre os ângulos de incidência e refração, quando se refere à luz ou outras ondas que passam por uma fronteira entre dois meios isotrópicos diferentes, como água, vidro ou ar.

Neste laboratório, você pode experimentar com várias lentes para encontrar os índices de refração de diferentes materiais usando esta lei.

Nesta versão do laboratório, os alunos terão que medir por conta própria usando a grade de quadrados. O ângulo de refração não é fornecido a eles. Uma versão alternativa do laboratório está disponível na qual uma etapa de verificação está disponível com o ângulo de refração resultante. Veja "Lei de Snell com verificação" para essa versão.

A lei de Snell (a lei da refração) é uma fórmula usada para descrever a relação entre os ângulos de incidência e refração, quando se refere à luz ou outras ondas que passam por uma fronteira entre dois meios isotrópicos diferentes, como água, vidro ou ar. Neste laboratório, você pode experimentar com várias lentes para encontrar os índices de refração de diferentes materiais usando esta lei. Nesta versão do laboratório, os alunos terão que medir por conta própria usando a grade de quadrados. O ângulo de refração não é fornecido a eles. Está disponível uma versão alternativa do laboratório, na qual uma etapa de verificação está disponível com o ângulo de refração resultante. Veja "Lei de Snell com verificação" para essa versão.

A lei de Snell (a lei da refração) é uma fórmula usada para descrever a relação entre os ângulos de incidência e refração, ao se referir à luz ou outras ondas que passam por uma fronteira entre dois meios isotrópicos diferentes, como água, vidro ou ar. Neste laboratório, você pode experimentar com várias lentes para encontrar os índices de refração de diferentes materiais usando esta lei. Nesta versão do laboratório, há uma etapa de verificação na qual os alunos podem ver a solução com as medições para um dado arranjo experimental. Se os alunos não deveriam poder ver a solução, veja a versão alternativa do laboratório "Lei de Snell" (sem verificação).

A lei de Snell (lei da refração) é uma fórmula usada para descrever a relação entre os ângulos de incidência e refração, ao se referir à luz ou outras ondas passando por uma fronteira entre dois meios isotrópicos diferentes, como água, vidro ou ar.

Neste laboratório, você pode experimentar com várias lentes para encontrar os índices de refração de diferentes materiais usando esta lei.

Nesta versão do laboratório há uma etapa de verificação em que os alunos podem ver a solução com as medições para uma determinada configuração experimental. Se os alunos não deveriam ser capazes de ver a solução, veja a versão alternativa do laboratório "Lei de Snell" (sem verificação) em vez disso.

Com este dispositivo você obterá valores em tempo real para avaliar as condições de conforto acústico e os valores limite associados a diferentes atividades profissionais.

Acesse para saber mais detalhes sobre como usar este dispositivo profissionalmente!

Condições acústicas são essenciais para garantir as condições corretas de conforto em qualquer espaço construído. Para medir o ruído, usaremos o medidor de nível de som PEAKTECH 8500 como ferramenta de medição.

Este equipamento compacto oferece muita versatilidade na hora de fazer medições em ambientes internos e externos, e para saber instantaneamente as condições sonoras produzidas por diferentes fontes em uma sala, espaço ou local de trabalho.

Através dos cenários apresentados, observe como o comportamento acústico em um espaço varia dependendo da fonte de ruído, da posição do equipamento de medição e das frequências de cada um dos sons obtidos.

A partir dessas medições, é possível propor medidas de melhoria no campo de uma Auditoria Energética.

Este laboratório ultraconcorrente é baseado em uma prática experimental sobre espectroscopia de raios X usando um dispositivo da marca LEYBOLD que está instalado em um laboratório de instrumentação radiológica na Universidade Nacional da Costa Rica (Universidad Nacional de Costa Rica), localizado no prédio de Física Médica Aplicada.

A montagem consiste em um tubo de raios X com um ânodo de ouro (Au), juntamente com um detector de cintilação configurado com um pré-amplificador e um digitalizador que permite processar informações das medições feitas pelo detector através de software.

O teste visa caracterizar o feixe da fonte de radiação através do cálculo experimental do espectro do feixe de raios X produzido no tubo, além de gerar noções básicas sobre instrumentação radiológica e como a variação de seus parâmetros é usada em aplicações industriais e médicas.

Com este laboratório, você pode controlar a distância para mover uma mola e ver e medir seu comportamento uma vez que ela é liberada. Este experimento fornecerá um conjunto de dados reais que você pode usar para analisar o comportamento da mola dependendo da distância, do tempo e de outras variáveis.

Com este laboratório, você pode programar um verdadeiro microcontrolador ARM com a placa de desenvolvimento NUCLEO-WB55RG do fabricante STMicroelectronics. Inclui vários periféricos de entrada e saída, típicos para aplicações IoT.

Também é possível programar a placa com vários tipos de baixa potência, que são muito úteis para dispositivos IoT. Estes periféricos incluem, entre outros: LEDs, um LED RGB, interruptores, um visor OLED, um servo motor, etc.

Os tipos de baixa potência são: Sleep, Low-power run, Low-power sleep, Stop 0, Stop 1, Stop 2, Standby and Shutdown.

Com este laboratório, você pode programar um verdadeiro microcontrolador ARM com a placa de desenvolvimento NUCLEO-WB55RG do fabricante STMicroelectronics. Inclui vários periféricos de entrada e saída, típicos para aplicações IoT. Também é possível programar a placa com vários tipos de baixa potência, que são muito úteis para dispositivos IoT. Estes periféricos incluem, entre outros: LEDs, um LED RGB, interruptores, um visor OLED, um servo motor, etc. Os tipos de baixa potência são: Sleep, Low-power run, Low-power sleep, Stop 0, Stop 1, Stop 2, Standby and Shutdown.

Neste laboratório, você poderá trabalhar com um analisador de textura (um texturômetro) para determinar as características reológicas associadas ao processo de maturação de frutas e vegetais. Você poderá utilizar esses instrumentos de laboratório para analisar a textura de alimentos frescos e processados e de produtos industriais. Ele permite a medição de vários parâmetros físicos.

A análise do perfil de textura (TPA) é baseada em avaliações sensoriais para detectar e eliminar defeitos. Além disso, é usada como método de pesquisa e para o aprendizado de ciência, tecnologia e alimentos.

Um braço robótico do analisador de textura aplica a força necessária para a análise. O braço robótico é acoplado a uma sonda de perfuração ou compressão, dependendo da análise requerida. Uma plataforma segura a amostra e apoia a interação da sonda com a fruta ou vegetal selecionado. Dessa forma, o sinal analítico é obtido. O sinal é expresso como força dependente do tempo. Dessa forma, é possível correlacionar os gráficos com vários estados de maturação e concluir sobre as transformações químicas que afetam a fruta ou vegetal após a colheita.

Neste laboratório remoto, os alunos podem selecionar entre três materiais diferentes—cobre, latão ou alumínio. Em seguida, podem aplicar calor ao material escolhido e observar a consequente expansão térmica. Este laboratório interativo permite que os alunos explorem os princípios da expansão térmica em tempo real, aprimorando sua compreensão sobre como diferentes materiais reagem ao calor. Com controle preciso e medições detalhadas, este laboratório oferece uma experiência prática de aprendizagem, acessível de qualquer lugar, promovendo uma compreensão mais profunda da ciência dos materiais e da termodinâmica.

This device allows you to conduct real-time measurements from surface temperature conditions, to detect potential construction issues or to detect functionality issues in the premises."

Access to know in more detail how to make use of this equipment at a professional level!

Discover the measurements taken with a HTI HANDHELD 35200 thermographic camera.

This compact device offers much versatility for taking surface measurements and for instantly knowing the thermal conditions of a build element, a window, a device...

Observe through the proposed scenarios how the thermal behavior of a building is critical for drawing conclusions, and to propose improvement measures in the Energy Auditing area.

Através deste laboratório remoto, você pode controlar as amostras sob observação de um microscópio. As amostras disponíveis permitem analisar 6 diferentes amostras de folhas, comparando seus diferentes pigmentos e colorações.

Comece a se familiarizar com os conceitos de flutuabilidade, volume e densidade. Experimente com vários objetos de diferentes densidades e entenda intuitivamente por que eles flutuam ou não, sem entrar em cálculos numéricos complexos ainda.

O pêndulo de Newton é um dispositivo que demonstra a conservação do momento e da energia usando uma série de esferas oscilantes.

O laboratório Curvas de Aquecimento e Resfriamento da Água permite que os alunos aqueçam ou resfriem uma massa de água com diferentes intensidades e meçam a temperatura continuamente. Assim, é possível criar um gráfico com as curvas de temperatura-tempo resultantes e, assim, obter conclusões sobre a transferência de energia e mudanças de estado da matéria.

Este laboratório usa o sistema fixo Nios V da FPGAcademy. Envie programas ELF ou escreva C ou assembly RISC-V no navegador. A configuração do FPGA já está preparada. O programa inicial copia NSW0–NSW9 para LEDR0–LEDR9.

FPGAcademy · DE1-SoC Computer · Nios V (PDF)