Atps Etapa 2

1. INTRODUÇÃO

Este trabalho é baseado no projeto SARA (Satélite de Reentrada Atmosférica) desenvolvido no instituto de aeronáutica e espaço em São José dos Campos destinado a operar em órbita baixa, circular, a 300 km de altitude. O Sara Suborbital consiste em um veículo de 350 kg, a ser lançado através de um veículo de sondagem VS-40 modificado, a partir do Centro de Lançamento de Alcântara (CLA) no Maranhão, com a finalidade de realizar experimentos de microgravidade de curta duração (cerca de 8 min.), com missões pacíficas e integradoras, favorecendo, assim, a comunicação e a pesquisa, de forma a contribuir para a melhoria da qualidade de vida do homem. O projeto ainda se encontra em fase inicial denominado SARA SUBORBITAL em que seus subsistemas serão verificados em vôo.

Um dos objetivos do projeto SARA é o desenvolvimento de tecnologias para a criação de aeronaves e veículos hipersônicos, capazes de viajar com velocidade superior à velocidade do som. No futuro, o equipamento abrirá novas possibilidades na realização de projetos de pesquisa e desenvolvimento nas mais diversas áreas e especialidades, tais como biologia, biotecnologia, medicina, materiais, combustão e fármacos, entre outros.

Contudo os principais cálculos a serem realizados, mostrarão resultados, envolvendo algumas grandezas físicas como: medição, velocidade média, aceleração e equações do movimento.

2. GRANDEZAS FÍSICAS E MOVIMENTO RETILÍNEO

Nesta etapa destacamos as conversões de unidades, pois a coerência entre os sistemas de unidades envolvidas é necessária para garantir o sucesso na solução da situação problema. Compreender a importância científica, tecnológica e social para o Brasil desse importante projeto.

2.1 Passo 1

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.

Figura 1 – avião Bandeirulha.

Têm-se:

VM=400km/h;

Δs=100km.

Logo:

■(VM=∆s/∆t@400=100/∆t@∆t=100/█(400@∆t=0,25h))

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, calculara diferença de tempo gasto pelo avião e pelo helicóptero.

Figura 2 – helicóptero UH-1H-Iroquois.

Tem se:

VM=200km/h;

Δs=100km.

Logo:

■(VM=∆s/∆t@200=100/∆t@∆t=100/█(200@∆t=0,5h))

A diferença entre os tempos obtidos pelo avião e o helicóptero é de 0,25h equivalente há 15 minutos, como mostra o cálculo abaixo.

Tempo Avião=0,25;

Tempo Helicóptero=0,5.

0,5-0,25=0,25h

2.2 Passo 2

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 1. (Dado: velocidade da luz: 300.000 km/s)

Tabela 1 – Tempo gasto para sinal ser captado.

2.3 Passo 3

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.

Têm-se:

VM=Mach 9= (11025km/h)/3600=3,0625m/s

Δs=300km*1000=300000m

Logo:

■(VM=∆s/∆t@3,0625=300000/∆t@∆t=300000/█(3,0625@∆t=97,96s))

Sendo assim:

VM=3,0625m/s