Segundo Desafio

AT

CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA

RELATÓRIO DE FÍSICA I

ATIVIDADES PRÁTICAS SUPERVISIONADAS

TÍTULO: SEGUNDO DESAFIO

FÍSICA BÁSICA

INTEGRANTES: Rodrigo Valério da Silva

Walas Cézar de Castro

Bruno Tavares da Silva

ATIVIDADES PRÁTICAS SUPERVISIONADAS

I. TÍTULO: Segundo Desafio

II. OBJETIVOS: O objetivo deste trabalho é mostrar as vantagens de usar ferramentas da física básica que aprendemos no 1° período, para estudos que mostram a influência do Projeto SARA, que compreende fases de modelagem, ensaios e simulações numéricas e dois diferentes tipos de trajetos.

III. INTRODUÇÃO TEÓRICA E PRÁTICA:

ETAPA N°1

Passo – 1 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. Considere que o helicóptero está com velocidade vertical e horizontal nula em relação ao nível da água.

Adotando g =9,8 m/s2, Determine o tempo de queda de cada soldado.

Resp.

y = VoT + ½ . gT²

4,9T² = 8

8 = 0.T + ½ . 9,8T² T² = 8

4,9

8 = 9,8T² T² = 1,63

2 T = 1,28 s.

8 = 4,9T²

Passo – 2 Determine a velocidade de cada soldado ao atingir a superfície da água utilizando para isso os dados do passo anterior.

Resp.

V = Vo + At

V = 0 + 9,8 . 1,28

V = 12,54 m/s

Passo – 3 Determine qual seria a altura máxima alcançada pelo SARA SUBORBITAL considerando que o mesmo foi lançado com uma velocidade inicial de Mach 9 livre da resistência do ar e submetido somente a aceleração da gravidade.

Resp.

Vy² = Voy² - 2g ∆y

0 = 11025² - 2 . 9,8 ∆y

0 = 121.550625 – 19,6 ∆y

19,6∆y = 121.550625

∆y = 121550625

19,6

∆y = 6.201.562,5 m

Passo – 4 Calcule o tempo gasto para o SARA SUBORBITAL atingir a altura máxima.

Resp.

Tmax = Vo

g

Tmax = 11025

9,8

Tmax = 1.125 s.

ETAPA N°2

Passo – 1 Para efetuar o resgate do Satélite, ao chegar ao local, o avião patrulha lança horizontalmente uma bóia sinalizadora. Considere que o avião está voando a uma velocidade constante de 400 km/h, a uma altitude de 1000 pés acima da superfície da água, calcule o tempo de queda da bóia considerando para a situação g = 9,8 m/s2 e o movimento executado livre da resistência do ar.

Resp.

Y = Yo + Voy – gT²

304,8 = 0 + 0 – 9,8 T²

2

304,8 = - 9,8T²

2

304,8 = -4,9T²

T² = 304,8

4,9

T²= 62,20

T = 7,88 s.

Passo – 2 Com os dados da situação do Passo 1, calcule o alcance horizontal da bóia.

Resp.

X = Xo + Vox . T

X = 0 + 111,1 . 7,88

X = 875.5 m.

Passo – 3 Calcule para a situação apresentada no Passo 1, as componentes de velocidade da bóia ao chegar ao solo.

Resp.

V = 111.1 m/s

1000 pés = 304,8 m

S = 9,8 m/s²

∆h = VoT - gT²

304,8 = 0 – 9,8T²

2

304,8 = - 4,9T²

T² = 304,8

4,9

T² = 62,20

T = 7,88 s.

Passo – 4 Determine a velocidade resultante da bóia ao chegar à superfície da água.

Resp.

(77,32)² + (111,1)² = V²

V² = 12345,432 + 5978,3824

V² = 18323,814

V² = 135.36 m/s

Passo – 5 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. Adote uma inclinação na plataforma de lançamento de 30º em relação à