Atividade Prática Supervisionada - física 1

ATIVIDADE PRÁTICA SUPERVISIONADA – FÍSICA I

ETAPA 1 (tempo para realização: 4 horas)

Passo 1 (Equipe)

Realizar a conversão da altura máxima 300 km (apogeu) baseado nas informações acima para a unidade pés (Consultar uma tabela para fazer essa conversão).

Tabela:

Retirada do site: http://www.rentconlocacoes.com.br/tabelas.pdf, dia 3/9/2013.

Dados:

1ft(pés)=0,3048m

300km=3x〖10〗^5 m

Solução:

x=(3x〖10〗^5)/0,3048≅9,843x〖10〗^5 ft

▭(300km≅9,843x〖10〗^5 ft(pés))

Passo 2 (Equipe)

Considerar as informações do projeto amerissagem na água (pouso). Será a 100 km da cidade de Parnaíba. Fazer a conversão da distância para milhas náuticas.

Dados:

1 milha náutica=1,853km

Solução:

x= 100/1,853=53,966 milhas náutica

▭(100km≅54 milhas náutica)

Passo 4 (Equipe)

Considerar que a operação de resgate será coordenada a partir da cidade de Parnaíba, a 100km do local da amerissagem. Supondo que um avião decole do aeroporto de Parnaíba, realizar a viagem em duas etapas, sendo a metade 50 km a uma velocidade de 300 km/h e a segunda metade a 400 km/h. Determinar a velocidade média em todo o trecho.

Dados:

〖∆s〗_t=100km; 〖∆s〗_1=〖∆s〗_2=50km

Vm_1=300km⁄h; Vm_2=400km⁄h; Vm_total=Vm_t= ?

Solução:

1ª Etapa

〖∆t〗_1=〖∆s〗_1/Vm_1 =50km/(300km⁄h)=0,17h

2ª Etapa

〖∆t〗_2=〖∆s〗_2/Vm_2 =50km/(400km⁄h)=0,125h

Velocidade média total:

Vm_t=〖∆s〗_t/〖∆t〗_t =100km/(0,17+0,125)h=338,98km⁄h

▭(Vm_t≅339km/h)

ETAPA 2 (tempo para realização: 4 horas)

Passo 1 (Equipe)

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

Dados:

∆s=100km

Vm=400km⁄h; 〖∆t〗_a=?

Solução:

〖∆t〗_a=∆s/Vm=100km/(400km⁄h)=0,25h

▭(〖∆t〗_a=15 minutos)

Considerar também que um helicóptero de apoio será utilizado na missão para monitorar o resgate. Esse helicóptero UH-1H-Iroquois desenvolve uma velocidade de 200 km/h. Supondo que ele tenha partido da cidade de Parnaíba, calcular a diferença de tempo gasto pelo avião e pelo helicóptero.

Dados:

∆s=100km

Vm=200km⁄h; 〖∆t〗_h-〖∆t〗_a=?

Solução:

〖∆t〗_h=∆s/Vm=100km/(200km⁄h)=0,5h=30 minutos

〖∆t〗_h-〖∆t〗_a=30-15=15

▭(〖∆t〗_h-〖∆t〗_a=15 minutos)

Passo 2 (Equipe)

Considerar que no momento da amerissagem, o satélite envia um sinal elétrico, que é captado por sensores localizados em três pontos mostrados na tabela. Considerando esse sinal viajando a velocidade da luz, determinar o tempo gasto para ser captado nas localidades mostradas na tabela. (Dado: velocidade da luz: 300.000 km/s)

Solução:

Alcântara

∆t=∆s/Vm=338km/(300000km⁄s)≅1,127x〖10〗^(-3) s

▭(∆t≅1,127ms)

Parnaíba

∆t=∆s/Vm=100km/(300000km⁄s)≅3,33x〖10〗^(-4) s

▭(∆t≅333μs)

São José dos Campos

∆t=∆s/Vm=3000km/(300000km⁄s)=0,01s

▭(∆t=10ms)

Passo 3 (Equipe)

Calcular:

A velocidade final adquirida pelo Sara suborbital, que atingirá uma velocidade média de Mach 9, ou seja, nove vezes a velocidade do som, partindo do repouso até a sua altura máxima de 300 km. Considerar seu movimento um MUV. Dado: velocidade do som =Mach 1= 1225 km/h.

Dados:

Vm=Mach 9=9x1225= 11025km⁄h

∆s=300km;V_0=0;V_f=?

Solução:

∆t=∆s/Vm=300km/(11025km⁄h)=0,0272h

s=s_0+V_0 at+1/2 at^2→300km=0+0+1/2 a(0,0272h)^2

a=300kmx2/(0,0272h)^2 =810986km⁄h^2

V_f=V_0+at=810986km⁄h^2 x0,0272h

▭(V_f≅22058,8km⁄h)

A aceleração adquirida pelo SARA SUBORBITAL na trajetória de reentrada na troposfera, onde o satélite percorre 288 km, aumentando sua velocidade da máxima atingida na subida calculada no passo anterior para Mach 25, ou vinte e cinco vezes a velocidade do som. Comparar essa aceleração com a aceleração da gravidade cujo valor é de 9,8 m/s².

Dados:

∆s=288km;V_0=22058,8km⁄h;g=9,8m⁄s^2

V_f=Mach 25=25x1225=30625km⁄h

Solução:

〖V_f〗^2=〖V_0〗^2+2a∆s→〖((30625km)⁄h)〗^2=〖((22058,8km)⁄h)〗^2+2a(288km)