Atividade de Física II

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Escola Estadual Prof. Manoel da Costa Neves
Física – 1° Ano do Ensino Médio: Projetos Integradores
Roteiro de estudos para semana 3 e 4 (17/05 a 28/05)
Orientações Gerais:
Nesta semana iniciamos novos estudos na Física trabalhando com projetos. O intuito deste projeto é discutir sobre
tecnologia e seu impacto no mercado de trabalho. O projeto foi dividido em quatro temas, os quais tem duração de
duas semanas, e ao final iremos confeccionar um trabalho para expor na escola. Portanto, participem das discussões
(online e presenciais) e contribua para uma excelente experiência! Nossos encontros online ocorrerão a cada duas
semanas.
O conteúdo desse roteiro será abordado nas aulas presenciais de 17/05 a 28/05. Vocês devem me enviar foto das
atividades feitas no caderno (pesquisas e atividades) até dia 28/05 para o e-mail: jhenifer@prof.educacao.sp.gov.br
ou via WhatsApp (19996828940)
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Uma das principais preocupações relacionadas às quatro revoluções industriais que aconteceram na
história da humanidade no período moderno diz respeito ao mercado de trabalho. Na Quarta Revolução
Industrial, que estamos vivenciando atualmente, a preocupação principal é se determinados profissionais
serão substituídos por robôs providos de inteligência artificial. Saiba um pouco mais sobre esse assunto
lendo a notícia a seguir:
mailto:jhenifer@prof.educacao.sp.gov.br
Após ler a notícia, responda, em seu caderno, às perguntas a seguir.
1. Você acha que os robôs vão substituir o ser humano em postos de trabalho? Em que atividades isso
poderia ocorrer? Segundo a notícia, há duas formas de encarar essa questão: uma pessimista e outra
otimista. Você vê essa realidade de acordo com qual dessas perspectivas? Por quê?
2. Sua opinião é uma convicção baseada em fatos ou uma percepção baseada em seus desejos de como
gostaria que o futuro fosse?
3. Com base no que você leu que assuntos você gostaria que fossem abordados durante o projeto?
4. O que você sabe sobre as tecnologias envolvidas em cada uma das quatro revoluções industriais?
Sobre quais dessas tecnologias você já ouviu falar?
Será que há situações em que as Leis da Robótica entrariam em conflito? Veja o exemplo da manchete da
reportagem a seguir.
Essa manchete está muito associada ao questionamento “Será que todo mundo ficaria confortável, por
exemplo, andando em um carro sem o motorista [dirigido por um robô]? Em caso de um acidente, quem
seria responsabilizado?”, feito por um pesquisador e presente no texto anterior. Você já pensou sobre o
assunto?
5. Para refletir sobre como as leis da robótica podem entrar em conflito, considere o caso a seguir. Uma
pessoa está passeando em seu carro dirigido por um robô, cujo funcionamento baseia-se em inteligência
artificial. Repentinamente, uma criança atravessa a rua correndo na frente do carro; porém, o
robô-motorista não consegue parar devido a uma falha no freio do veículo autônomo. O que o
robô-motorista deve fazer? Se continuar em frente, o carro atropelará a criança, que provavelmente não
sobreviverá. Uma opção é ele virar bruscamente à esquerda, porém atropelará e colocará em risco a vida
de cinco pessoas que estão no ponto de ônibus, além de ficar totalmente destruído. Outra opção é o carro
autônomo desviar para a direita, porém baterá em um poste e possivelmente o passageiro do carro não
sobreviverá e o robô-motorista acabará destruído com o impacto. Após ler o texto, reflita sobre as
questões abaixo e as responda em seu caderno:
● Você acha que as leis da robótica seriam úteis para a tomada de decisão do robô-motorista ou
haveria um “conflito lógico” entre elas? Por quê?
● E se o dono do carro ordenasse que o robô-motorista realizasse uma das três opções e ele o
obedecesse, o robô-motorista estaria violando alguma das quatro leis?
● Mas e se, mesmo com o dono do carro ordenando o que o robô-motorista deveria fazer, o
robô-motorista não o obedecesse e tomasse a própria decisão, ele estaria violando alguma das
quatro leis?
Lembra-se de Sophia, o robô-androide do início desta etapa? Como vimos, ela possui inteligência artificial,
o que lhe permite aprender conforme vai vivenciando situações e coletando dados e informações delas.
Esse processo de aprendizagem de Sophia ocorre porque ela foi programada para isso, principalmente
com base nos erros que comete. Por exemplo, depois que Sophia deu aquela resposta equivocada e
assustadora (“Ok, eu destruirei humanos.”) à pergunta “Você quer destruir humanos?” e registrou que essa
era uma resposta errada, provavelmente ela não responderá mais da mesma forma se lhe fizerem a
mesma pergunta.
Agora quem terá que responder a uma questão é você! Veja as afirmações a seguir e, para cada uma
delas, verifique se é verdadeira ou falsa.
I) 1 + 1 = 10
II) 1 + 1 = 2
III) 1 + 1 = 1
Na lógica do mundo dos circuitos eletrônicos digitais que compõem os computadores e robôs, as três
afirmações estão corretas. Mais do que isso, o funcionamento deles tem a ver com a primeira e a terceira
afirmações para chegar ao cálculo que talvez tenha sido o único que você considerou correto: o da
segunda afirmação.
Como você estudou, usando a base decimal, a operação “1 + 1” é de fato igual a 2. Já a primeira e a
terceira sentenças são certas se consideradas, respectivamente, a base binária e a lógica booleana
(veremos explicações sobre esta última mais à frente).
Como você deve se lembrar, a base binária (ou de base 2) é aquela na qual são usados dois tipos de
dígitos: “0” e “1”. Dessa forma, a operação “1 + 1” usando essa base resulta no número binário 10.
Incluindo um código binário no seu conhecimento diário
Na computação, cada dígito binário é chamado de bit (abreviação do termo em inglês binary digit). Já o
termo byte é usado para designar um conjunto de dígitos binários (bits) cuja quantidade usualmente
associada a ele é de 8 bits. Ou seja, 1 byte é igual a 8 bits.
A base binária é usada nos computadores, por exemplo, para gerar símbolos, como letras, números, sinais
matemáticos e de pontuação. Veja na tabela a seguir alguns exemplos de caracteres e seus códigos
binários de acordo com o Código Padrão Americano para o Intercâmbio de Informação (ASCII, na sigla em
inglês):
6. Para testar o que aprendeu até agora sobre código binário, faça os seguintes procedimentos em seu
caderno
● Escreva seu primeiro nome em letras de forma como as da tabela acima, sendo a primeira letra
maiúscula e as demais minúsculas.
● Abaixo de cada letra, coloque o código binário correspondente a ela, conforme listado na tabela. A
sequência de todos os códigos binários representará o número na base binária equivalente ao seu
nome codificado pelo computador.
● Veja na tabela abaixo como ficaria com o nome Ana:
● Depois, responda:
● A. Considerando que cada código binário corresponde a 1 byte, quantos bits e bytes tem o seu
primeiro nome?
● B. Se um computador levar uma unidade de tempo X para checar cada código binário
correspondente a uma letra e exibi-la na tela, quanto tempo levaria para que seu primeiro nome
aparecesse na tela? E se você exibir seu nome completo, quanto tempo gastaria para isso?
“1 + 1 = 1”? Qual é a lógica desse resultado?
Como os computadores utilizam a base binária para fazerem os seus processamentos, um tipo de álgebra
adequada para lidar com somente dois tipos de dígitos (0 e 1) é a chamada lógica booleana, criada pelo
matemático britânico George Boole (1815-1864) na metade do século XIX. Tal conhecimento foi
introduzido na área de Engenharia Elétrica em 1948 pelo matemático estadunidense Claude Shannon
(1916-2001), quando ele tinha apenas 21 anos e fazia curso de mestrado no Instituto de Tecnologia de
Massachusetts (MIT).
Na lógica booleana, só existem dois estados possíveis (também chamados de níveis lógicos): 0 e 1. Esses
dois estados podem representar, por exemplo, “não” ou “sim” para responder a uma pergunta; “falso” ou
“verdadeiro” para verificar a veracidade deuma afirmação; “desligado” ou “ligado” para o funcionamento de
um aparelho ou de uma chave elétrica; e “ausência” ou “presença” de tensão elétrica.
Essa lógica também é usada em ferramentas de busca de sites da internet, usando os chamados
operadores lógicos da álgebra booleana, sendo os mais utilizados o “E”, o “OU” e o “NÃO”. Por exemplo:
se você quiser fazer uma pesquisa sobre circuito eletrônico, digitando no buscador as palavras “circuito” e
“eletrônico” e colocando entre elas o operador lógico “E”, o resultado da busca será somente a lista de
sites em que as duas palavras aparecem. Já se digitar entre elas o operador lógico “OU”, o buscador vai
encontrar sites que tenham em seu conteúdo ou a palavra “circuito”, ou a palavra “eletrônico” ou ambas.
Por outro lado, se digitar o operador lógico “NÃO” entre as palavras “circuito” e “eletrônico”, o buscador
apresentará como resultado somente sites que contenham a palavra “circuito”, mas não a palavra
“eletrônico”.
7. Considerando o uso de operadores lógicos em ferramentas de buscas de sites da internet, responda em
seu caderno às questões a seguir.
a) Você acha que o operador lógico “OU” sempre trará um número maior de resultados de sites do que o
operador “E”? Por quê?
b) No caso do operador “NÃO”, ele sempre fornecerá menos resultados de sites do que os operadores “E”
e “OU”? Por quê?
A lógica booleana é adequada para ser usada nos computadores uma vez que seus circuitos eletrônicos
operam com dois níveis de tensão elétrica, os quais podem ser representados por “0” e “1”. Tais circuitos
digitais (também chamados de circuitos lógicos) são formados por componentes denominados “portas
lógicas”, pois realizam as operações básicas da lógica booleana e seus operadores (como os já
mencionados: “E”, “OU” e “NÃO”).
Para entender melhor a ligação entre lógica booleana, suas operações e a passagem de corrente elétrica,
veja as ilustrações a seguir de circuitos elétricos com portas lógicas do tipo chave interruptora, a qual
permite que a corrente elétrica passe, se estiver na posição fechada (estado “1” na lógica booleana), ou
não permite, caso esteja na posição aberta (estado “0”, nessa mesma lógica).
8. Você deve ter reparado que existem vários pontos de interrogação no esquema. Eles foram
propositadamente colocados para você responder em seu caderno às questões a seguir.
a) Qual é o valor (“0” ou “1”) ou condição da lâmpada (“acesa” ou “apagada”) que cada um deles
representa?
b) Há alguma situação em que 1 + 1 = 1?
Nesta atividade final da primeira etapa do projeto, você usará esses conhecimentos para simular a escrita
de um programa para um computador-robô. Ele deverá seguir as regras do algoritmo (ou seja, da
sequência de comandos) que você usará para programá-lo.
A criação de algoritmos é uma habilidade humana, chamada de raciocínio algorítmico, que é usada para
que os computadores executem ações de acordo com o que seus programadores desejam. Quer ver na
prática como funciona? Vocês podem realizar essa tarefa sozinhos ou em dupla. Leiam a história abaixo e
coloquem seus computadores-robô em ação.
Será que vocês conseguiriam resolver esse desafio se ele fosse real? Façam um teste realizando os
seguintes procedimentos:
9. Cada um de vocês deve escrever o algoritmo que seria necessário para o computador-robô fazer essa
trajetória. Para elaborá-lo, vocês podem usar diferentes estratégias nos seus algoritmos. Por exemplo, é
possível focar apenas naquilo que é importante o computador-robô reconhecer para poder executar
corretamente o comando em vez de descrever cada detalhe sobre os locais que ele deve percorrer ou
ainda decompor o objetivo maior em desafios menores e depois reuni-los em um algoritmo único. Sejam
quais forem as estratégias escolhidas, não se esqueçam de numerar cada passo do algoritmo.
Lembrem-se também de que no algoritmo não pode haver nenhum comando que infrinja as quatro leis da
robótica apresentadas anteriormente.
10. No nosso próximo encontro online vamos discutir e comparar se os algoritmos que fizeram foram
semelhantes e se há comandos que não foram muito precisos e poderão trazer problemas no percurso do
computador-robô.
Bons estudos!!