Atps Fisica

INTRODUÇÃO

DESAFIO

Este desafio 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 projeto ainda se encontra em fase inicial denominado SARA SUBORBITAL em que seus subsistemas serão verificados em voo. Os principais cálculos a serem realizados, mostrarão resultados, envolvendo algumas grandezas físicas como: medição, velocidade média, aceleração e equações do movimento.

Nas figuras apresentadas a seguir, pode-se ver o VS-40 e o satélite SARA. Para maiores informações sobre o projeto SARA, pode-se consultar o site do Instituto de Aeronáutica e espaço do Ministério da Defesa do Brasil. O projeto SARA compreende a fase de modelagem e ensaios tanto no solo quanto em voo. Seu lançamento será a partir do Centro de Lançamento de Alcântara (CLA) no Maranhão. O clã tem capacidade de colocar em órbita satélites 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

Objetivo do Desafio

Elaborar um memorial descritivo de cálculos, envolvendo o voo de um satélite lançado por um veículo de sondagem (VS-40).

Livro Texto da disciplina:

A produção desta ATPS é fundamentada no livro-texto da disciplina, que deverá ser utilizado

para solução do desafio:

HALLIDAY, David RESNICK, Rob

Passo I

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

Resposta:

1metro = 3,28084 pés

1000 metros x 3,28084 pés

1km= 3280,84 ↔ 300 km * 3280,84 = 9,8 pés

Passo II

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.

Resposta:

1000m = 1km

100km=100000m

1milha náutica = 1852m

x = 100000m

1852x=100000

x = 100000 / 1852

x = 53,99 milhas náuticas

Passo III

Fazer uma leitura do texto “O projeto SARA e os hipersônicos”. Disponível em:

<http://www.defesabr.com/Tecno/tecno_SARA.htm>. Acesso em: 28 mar. 2012.

Passo IV

Considerar que a operação de resgate será coordenada a partir da cidade de Parnaíba, a 100 km 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. (O mapa apresentado na

figura 6 a seguir é apenas para ilustração).

Resposta:

Velocidade média1=Δs/Δt

300=50/Δt

Δt .300=50

Δt=50/300

Δt=0,1667h

Velocidade média2=Δs/Δt

400 = 50/Δt

Δt * 400 = 50

Δt = 50/400

Δt = 0,1250h

Velocidade média= Δs/(Δt)

Vm = 100km/(0,1667 + 0,1250) )

Vm = 342,82km/h Etapa 2

Passo I

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.

Resposta:

Vm = Δx/Δt

400 = 100/Δt

Δt = 100/400

Δt = 0,25h logo 0,25h = ¼ de hora = 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.

Resposta:

Vm = Δx/Δt

200 = 100/Δt

Δt = 100/200

Δt = 0,5h logo 0, 5h = ½ de hora = 30 minutos

R: 15 minutos a mais de diferença

Passo II

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)

Alcântara – ponto de impacto 338 km

Parnaíba – ponto de impacto 100 km

São José dos Campos – ponto de impacto 3000 km

Resposta

A)

Vm = Δx/Δt ↔ 300.000Km/s = 338Km/Δt

(t=338/300.000