Questões de EFAF Ciências - Matéria e Energia (Física)

O Arduino possui um conjunto bem definido de portas de entrada e saída, sobre essas portas avalie as afirmativas abaixo e assinale a alternativa correta.

I - O Arduino pode acionar motores e luzes com corrente maior que 1 ampere a partir das suas portas de saída, sem necessitar de circuitos extras.

II - É possível realizar uma medição de tensão numa escala de 0 a 1024 utilizando a porta D4 do Arduino.
III - A partir das portas analógicas é possível obter valores discretos para um sinal analógico.
IV - Para controlar a velocidade de rotação de um motor DC com Arduino é necessário conectar o motor em série com um transistor. O Arduino controla o transistor e o transistor controla a velocidade do motor.

Em microcontroladores como o atmega328, microcontrolador usado no Arduino e muito aplicado em vários projetos de robótica, não é possível gerar um sinal puramente analógico.
Durante a preparação para a OBR, uma equipe de estudantes descobriu que para abrir e fechar uma garra utilizada para o resgate de vítimas, era necessário utilizar um sinal com tensão variante no tempo semelhante ao descrito na imagem abaixo.

Analise as afirmativas e marque a(s) correta(s).

Com o intuito de evitar com que os drones danifiquem os pacotes durante a entrega, uma empresa que pretende utilizar este serviço está produzindo embalagens mais resistentes, capazes de suportar forças de grande magnitude em seu impacto com o chão.

Sabendo disso, qual será a velocidade de impacto ao tocar o solo caso um pacote de 1,5kg, que está sendo carregado por um drone, seja lançado com velocidade inicial nula de uma altura na qual ele possui 294 Joules de energia potencial gravitacional?
(Considere g = 9,8 m/s²)

(Imagem retirada de https://theconversation.com/delivering-packages-with-drones-might-be-good-for-the-environment-90997)

Para dar aulas sobre o funcionamento de capacitores em circuitos elétricos, um professor de robótica decidiu montar um pequeno circuito contendo uma chave, um resistor, um capacitor de placas paralelas e uma bateria. Em um dos experimentos, uma bateria de 12V foi utilizada para testes. Porém, o professor esqueceu de descarregar um capacitor que tinha sido utilizado previamente em outro experimento e estava completamente carregado.

Ao conectar a bateria no circuito e fechar a chave de contato, qual foi a corrente instantânea que circulou no circuito e qual a sua direção?

Durante os preparativos para a Olimpíada Brasileira de Robótica, Júlia implementou um circuito no seu robô que informa se ele está ligado ou não. Para alimentar este circuito, Júlia usou um regulador de tensão que mantém todos os elementos conectados a ele sob uma tensão de 12 volts independentemente da bateria estar completamente carregada. Assim, Júlia teria uma tensão constante no seu robô, mesmo que sua bateria descarregasse um pouco, o que é normal durante a partida. Para saber se o seu robô estava ligado, Júlia usou uma lâmpada de resistência interna de 10K ohms conectada a um resistor de 100K ohms, enquanto o resto do circuito do seu robô tinha uma resistência de 55K ohms.

(Imagem extraída de http://www.obr.org.br/obr-virtual-etapas-estaduais/)

Porém, depois de terminar o seu projeto, Júlia percebeu que não possuía o resistor de 100K. Tendo somente os resistores relacionados abaixo, como poderia montar uma resistência equivalente ao que precisa?

● 5 resistores de 200K
● 15 resistores de 10K
● 5 resistores de 33K
● 8 resistores de 1K
● 4 resistores de 1M

The real soft robots that inspired Baymax, with Chris Atkeson

Baymax, the lovable, inflatable robot star of Disney’s recent hit, Big Hero 6, is far from a movie fantasy. With their soft cushiony bodies, robots like Baymax have very real prospects as future care-givers, space-travellers and more. Robohub’s Helmut Hauser spoke to the man who inspired Baymax – Chris Atkeson, Professor of Robotics at Carnegie Mellon University – about the hard science behind soft robotics.

[Interviewer] Can you also talk a little bit about the technological challenges that you have to face when you
build inflatable robots?

[Atkeson] Many people worry that an inflatable robot is too weak to do anything useful. So, one of the things we tested was: can they lift heavy loads? And yes, they can lift 10 or 15 kilograms and that’s enough for a lot of the care tasks that we want to do. If you don’t use a robot in the configuration of an arm of a humanoid and, instead, put the inflatable part underneath something, you can lift a larger mass. Inflatable devices are used to lift cars and buildings, so they can be very, very strong.
The second fear with inflatable robots is, if you puncture it, it will deflate and be useless. It turns out that the suits used for space walks, on the International Space Station, are also inflatable robots. They’re designed to self-seal if they’re damaged, so they don’t deflate immediately; there are techniques to help inflatable robots survive when they’re punctured, they can have compartments. So, puncturing an inflatable robot is not a big problem. In Big Hero 6, the robot repairs itself after it has several holes in it.

(Texto adaptado de https://robohub.org/the-real-soft-robots-that-inspired-baymax-with-chris-atkeson/)

According to the text, is it true to say that: