ATPS FISICA

ETAPA 3:

* Aula Tema: Movimento retilíneo

Essa etapa é importante para aplicar e compreender o conceito de Movimento

uniformemente variado livre da resistência do ar. Simular os movimentos executados quando os corpos estão submetidos a uma aceleração constante igual a 9,8 m/s2. Essa etapa de modelagem do projeto SARA está relacionada aos conceitos de lançamento oblíquo. Ao final, você terá um memorial descritivo de cálculos de todas as etapas do projeto desde o lançamento até o resgate do satélite.

Passo 1 (Equipe)

Considerar que dois soldados da equipe de resgate, ao chegar ao local da queda do satélite e ao verificar sua localização saltam ao lado do objeto de uma altura de 8m. Considerar que o helicóptero está com velocidade vertical e horizontal nula em relação ao nível da água. Adotando g =9,8 m/s2.Calcular:

1 - O tempo de queda de cada soldado.

S = VoT + ½ . gT²

8 = 0.T + ½ . 9,8T²

8 = 4,9T²

4,9T² = 8

T²=8 / 4,9

T²=1,63s

T=1,27s

2 - A velocidade de cada soldado ao atingir a superfície da água, utilizando para isso os dados do passo anterior.

V=V0+AT

V=0 + 9,8s . 1,27s

V=12,44 m/s

3 - Qual seria a altura máxima alcançada pela SARA SUBORBITAL considerando que o mesmo foi lançado com a velocidade inicial de Mach 9 livre da resistência do ar e submetido somente a aceleração da gravidade.

1 mach = 1225 km/h x 9 mach= 11025km/h

V2= V02 - 2g ∆S

0=11.025 - 2 .9,8 .∆S

0=121550625 /3,6 – 19,6.∆S

19,6∆S= 9378906.25

∆S= 9378906/ 19,6

∆S= 478515.62 m

∆S= 478,51 Km

Passo 3 (Equipe)

4 - Calcular o tempo gasto para o SARA SUBORBITAL atingir a altura máxima:

V= V0 - A .T

0= 11025 /3,6 - 9,8.T

9,8T= 3062,5

T= 3062,5 / 9,8

T= 312,5s /60 = 5,20 min

Passo 4

Nesta etapa foram utilizadas as técnicas,bem como o aprendizado em sala de aula, calculando o tempo de queda, velocidade média e altura máxima.

ETAPA 4

* Aula-tema: Movimento em Duas e Três Dimensões:

Passo 1 (Equipe)

Ler o texto e considerar o cenário apresentado a seguir:

Para efetuar o resgate do Satélite, ao chegar ao local, o avião patrulha lança horizontalmente uma bóia sinalizadora. Considerar que o avião está voando a uma velocidade constante de 400 km/h, a uma altitude de 1000 pés acima da superfície da água, calcular o tempo de queda da boia, considerando para a situação g = 9,8 m/s2 e o movimento executado livre da resistência do ar.

1000 pés=304,8 m

∆S=V0 – G T2/2

304,8=0-9,8 T2/2

304,8=4,9T2

T=7,88s

Passo 2 (Equipe)

Considerar os dados da situação do Passo 1 e calcular o alcance horizontal da boia:

400km/h=111,11m/s

∆S= V.T

∆S=111,11m/s . 7,88s

∆S= 875,54m

Passo 3 (Equipe)

1. Calcular para a situação apresentada no Passo 1, as componentes de velocidade da boia ao chegar ao solo:

V = V0 + GT

V = G . T

V = 9,8 . 7,88

V = 77,22 m/s

V=278km/h

2. Determinar a velocidade resultante da boia ao chegar à superfície da água.

Vr= 111,11m/s + 77,22m/s

Vr=188,30m/s

Vr=678km/h

ETAPA 5

* Aula Tema: Movimento em duas e três dimensões.

Passo 1 (Equipe)

Verificar que antes do lançamento real do SARA SUBORBITAL, alguns testes e simulações deverão ser feitos. Para uma situação ideal livre da resistência do ar, vamos considerar a trajetória parabólica como num lançamento oblíquo e a aceleração constante igual a g. Adotar uma inclinação na plataforma de lançamento de 30º em relação à horizontal e o alcance máximo de 338 km. Determinar a velocidade inicial de lançamento.

A componente vertical da velocidade é dada por

vy = v0 senθ - gt

Assim o tempo gasto para velocidade se anular (no ponto mais alto da trajetória)