ATPS Física1: transformação de distância para milhas náuticas

ETAPA 1

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

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.

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.

ETAPA 2

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.

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.

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

Calcular:

1. 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.

2. 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.

3. Calcular o tempo gasto nesse trajeto de reentrada, adotando os dados dos passos anteriores.

Relatório.

Este ATPS foi baseado no projeto SARA (Satélite de Reentrada Atmosférica), desenvolvido no Instituto de Aeronáutica e Espaço em São José dos Campos, destinado a operar em orbita baixa, circular, a 300 km de altitude. Foi preciso usar diversas operações da física moderna, como conversões de unidades, cálculos do movimento uniforme variável, além de ter total entendimento do uso e aplicação de expressões matemáticas, sempre utilizando o Sistema Internacional.

Todo processo de lançamento de um satélite exige cálculos, que são necessários para o sucesso do projeto. Erros nos cálculos podem ter resultados desastrosos como a perda dos recursos financeiros, ou até mesmo a perda total do projeto por isso foi vários anos de pesquisa, para que o Brasil conseguisse lançar um satélite só agora no século 21, fato que em outros países isso já aconteceu há muitos anos.

Após o lançamento do satélite, algo de fundamental importância é o seu resgate, então a exatidão nos cálculos e as conversões de unidades serão indispensáveis para a previsão de aterrisagem, para que o resgate seja executado de forma perfeita, já que o resgate será feito em alto mar, sendo preciso calcular a distância em milhas náuticas.

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.

1. O tempo de queda de cada soldado.

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

3. 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 à aceleração da gravidade.

Calcular o tempo gasto para o SARA SUBORBITAL atingir a altura máxima.

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 bóia, considerando para a situação g = 9,8 m/s2 e o movimento executado livre da resistência do ar.