Questões de EFAF Ciências - Matéria e Energia (Física)

Diversos robôs, que necessitam de precisão na movimentação de algum eixo, utilizam servomotores pela facilidade de indicar qual a posição de destino e por não necessitar de métodos de programação complexos para garantir que ele se movimente para a posição desejada. É possível encontrar servos com limitação de movimento, muito utilizados para a movimentação de juntas de braços robóticos, e também é possível encontrar modelos com movimentação livre, muito utilizados para deslocamento de robôs quando conectado às rodas.

Sobre os servomotores, determine quais são os seus componentes básicos:

SLAM Robot Navigation

Now here’s something all of us could use for sure. SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) is a technique used by robots and autonomous vehicles to build a map within an unknown environment, or to update a map within a known environment, while keeping track of their current location. Imagine a simple mobile robot, which in this case, is a set of wheels connected to a motor and a camera, complete with actuators or physical devices for controlling the speed and direction of the unit. Now imagine this robot being remotely propelled by a human operator to map inaccessible places. The actuators allow the robot to move around while the camera provides enough visual information for the operator to understand where surrounding objects are and how the robot is oriented in reference to them.
What the human operator is doing is an example of SLAM robot navigation. Mapping is basically determining the location of objects in the environment and localization is establishing the robot’s position with respect to these objects is. The challenge for researchers in the SLAM sub eld of robotics is attempting to  nd a way for robots to do this autonomously, without any human assistance whatsoever.
Maps could be made in areas which are too dangerous or inaccessible to humans, like deep-sea environments or unstable structures. It would make robot navigation possible in places like space stations and other planets, removing the need for localization methods like GPS or man-made beacons. GPS is currently only accurate to within about one half of a meter, which is often more than enough to be the di erence between successful mapping and getting lost. Man-made beacons, on the other hand, are expensive in terms of time and money.
There are problems connected to SLAM robot navigation, as speci c and detailed mapping is always complex. For example, if a map built using the measured distance and direction traveled by a robot has a set of inaccuracies, brought by ine cient sensors and additional ambient noise (distractions), then any features being added to the map will contain corresponding errors. There are various techniques to compensate for errors, such as recognizing features that it has come across previously, and putting together recent parts of the map to make sure the two instances of that feature become one.
There are also new features and variants of the SLAM algorithm that have come out and continue to come out, such as MIT’s Atlas. MIT researchers have developed a topological approach to SLAM that allows a robot to map large scale environments by combining smaller maps.
The CMU Robotics Institute describes a new variation that is commonly used in mobile robots called FastSLAM.
This uses a particle  lter that allows the robot to assimilate more landmarks into its internal map representation faster than traditional Robot Navigation SLAM. The FastSLAM algorithms were tested on a standard pickup truck that has been converted into an autonomous robot capable of speeds up to 90 Km/h.

Seriously, I know a lot of human drivers who would bene t from SLAM robot navigation more than these robots.

(Adaptado de: http://www.robots-and-androids.com/SLAM-robot-navigation.html Acesso em: 25/04/2019)

According to the text, which of the following sentences are incorrect?

I - GPS is the most accurate tool for navigating methods.
II - The CMU Robotics developed a software that makes SLAM Robots useless.
III - Ambient noises interfere at the SLAM Navigation.
IV - MIT researchers have developed a topological approach to SLAM that allows a robot to map large scale environments by combining smaller maps.

Um relógio de pêndulo, constituído de uma haste metálica de massa desprezível, é projetado para oscilar com período de 1,0 s, funcionando como um pêndulo simples, a temperatura de 20°C. Observa-se que, a 35°C, o relógio atrasa 1,8 s a cada 2,5 h de funcionamento.

Qual é o coeficiente de dilatação linear do material que constitui a haste metálica?

Um mol de um gás ideal monoatômico vai do estado a ao estado c, passando pelo estado b com pressão, como mostrado na figura abaixo. A quantidade de calor Q que entra no sistema durante esse processo é de aproximadamente:

Em um calorímetro ideal, no qual existe uma resistência elétrica de 10 W de potência por onde passa uma corrente elétrica, é colocado 1,0 L de água a 12°C e 2,0 Kg de gelo a 0°C.

Após duas horas, tempo suficiente para que água e gelo entrem em equilíbrio térmico e supondo que toda a energia fornecida foi absorvida pelo conteúdo do calorímetro, qual é o percentual de massa de água líquida contida no calorímetro?

Ana Clara ganhou de seu pai um balão e, para evitar que esse balão, contendo gás hélio e com volume V = 5,0 L, se perdesse voando para a atmosfera, ela pediu a seu pai que utilizasse um cordão de massa m = 10 g e comprimento l = 1,0 m para amarrá-lo. Para atender ao pedido de sua filha e ao mesmo tempo estudar o fenômeno da propagação de ondas, o pai prendeu a extremidade livre do cordão à parede e utilizou uma polia ideal para montar o experimento (conforme apresentado na figura abaixo), Sabe-se que a massa específica do gás no interior do balão é de 0,17 kg/m³ e a do ar atmosférico é de 1,21 kg/m³.

Qual é, então, a velocidade com que uma onda transversal se propaga no cordão do balão de Ana Clara?

(Dados: Despreze a massa do revestimento do balão)