ATPS Fisica

ETAPA Nº 1

Aula-tema: Medição e Movimento Uniforme e Movimento Uniformemente Variado

PASSOS

Passo 1 -Realize a conversão da altura máxima 300 km (apogeu) baseado nas informaçõesacima para a unidade pés (Consulte uma tabela para fazer essa conversão).

1km→3281 pés

300km →x_pés→x≅984300pés

Passo 2 - Segundo informações do projeto amerissagem na água (pouso). Será a 100 km da cidade de Parnaíba. Faça a conversão da distancia para milhas náuticas.

1km→0,54 milhas nauticas

100km→x milhas nauticas →x≅54 milhas nauticas

Passo 3 - Faça uma leitura do texto apresentado em:http://www.defesabr.com/Tecno/tecno_SARA.htm - acesso em 20 de dezembro de2009.

Umdos objetivos do Projeto Sara é o desenvolvimento de tecnologias para a criação de aeronaves e veículoshipersônicos, capazes de viajar com velocidade várias vezes superior à velocidade do som.O projeto SARA objetiva termos uma plataforma orbital para a realização de experimentos em ambiente de microgravidade. Mas ainda visa desenvolver estruturas quepossam suportar o severo ambiente de reentrada na atmosfera terrestre sem serem destruídospelocalor.No futuro, o SARA pretende ser uma plataforma industrial orbital para a qualificação de componentes, materiais especiais e equipamentos espaciais.

O objetivo a longo prazo é avançar para a nova geração de veículos de reentrada e para as aeronaves Hipersônica. É por isso que ele trabalha em sinergia com o projeto do veículo hipersônico 14-X. Realmente, pode parecer mesmo um projeto pequeno, mas é muito complexo.

Passo 4 - Segundo informações, a operação de resgate será coordenada a partir da cidade deParnaíba, a 100 km do local da amerissagem. Suponha que um avião decole do aeroporto deParnaíba e realize a viagem em duas etapas, sendo a metade 50 km a uma velocidade de 300km/h e a segunda metade a 400 km/h. Determine a velocidade média em todo o trecho.

v_m=300km/h

v_(1=) 〖∆x〗_1/〖∆t〗_1 →300=50/〖∆t〗_1 →〖∆t〗_1=0,167

v_m=400km/h

v_(2=) 〖∆x〗_2/〖∆t〗_2 →400=50/〖∆t〗_2 →〖∆t〗_2=0,125

v_(m_total )=(∆x_1+〖∆x〗_2)/(〖∆t〗_1+〖∆t〗_2 )→v_(m_total )=100/(0,167+0,125)→v_(m_total )=342,46km/h

Passo 5 - Um avião de patrulha marítimo P-95 “Bandeirulha”, fabricado pela EMBRAER, pode desenvolver uma velocidade média de 400 km/h. Calcule o tempo gasto por ele para chegar ao pondo de amerissagem, supondo que ele decole de Parnaíba distante 100 km do ponto de impacto.

v_m=∆x/∆t→400=100/∆t→∆t=0,25h

Passo 6 - Um helicóptero de apoio será utilizado na missão para monitorar o resgate. Essehelicóptero UH-1H-Iroquois desenvolve uma velocidade de 200 km/h. Supondo que eletenha partido da cidade de Parnaíba, calcule a diferença de tempo gasto pelo avião e pelohelicóptero.

v_m=∆x/∆t→200=100/∆t→∆t=0,5h

〖∆t〗_total=〖∆t〗_(Helic.)-〖∆t〗_Avião→〖∆t〗_total=0,5-0,25→〖∆t〗_total=0,25h

Passo 7 - No momento da amerissagem, o satélite envia um sinal elétrico, que é captadopor sensores localizados em três pontos mostrados na tabela. Considerando este sinalviajando a velocidade da luz, determine o tempo gasto para ser captado nas localidadesmostradas na tabela. (Dado: velocidade da luz: 300.000 km/s)

Alcântara – ponto de impacto 338 km

Parnaíba – ponto de impacto 100 km

São José dos Campos – ponto de impacto 3000 km

Alcântara;

v_m=∆x/∆t→300000=338/∆t→∆t=0,001s

Parnaíba;

v_m=∆x/∆t→300000=100/∆t→∆t=0,0003s

São José dos Campos;

v_m=∆x/∆t→300000=3000/∆t→∆t=0,01s

Passo 8 - Calcule a velocidade final adquirida pelo Sara suborbital, que atingirá umavelocidade média de Mach 9, ou seja, nove vezes a velocidade do som, partindo dorepouso até a sua altura máxima de 300 km. Considere seu movimento um MUV. Dado:velocidade do som =Mach 1= 1225 km/h

mach Vel.som

1 → 1225 km/h

9 → x km/h→x=1111025km/h

v_m=(v_0+v)/2→11025=(0+v)/2→v=22050km/h

Passo 9 - Calcule a aceleração adquirida pelo SARA SUBORBITAL na trajetória dereentrada na troposfera, onde o satélite percorre 288 km aumentando sua velocidade damáxima atingida na subida calculada no passo anterior para Mach 25, ou vinte e cincovezes a velocidade do som. Compare essa aceleração com a aceleração da gravidade cujovalor é de 9,8 m/s2.

v^2=〖v_0〗^2+2_a ∆x

〖30625〗^2=〖22050〗^2+2_a.288

937890625=486205500+〖576〗_a

937890625-486205500=〖576〗_a

a=451688125/576

a=784180,8 m/s^2

Passo 10 - Determine o tempo gasto nesse trajeto de reentrada adotando os dados do

Passo 2.

v=v_0+a.t