ATPS de FISICA

Objetivo do desafio

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

Etapa 1

Aula tema; Grandezas Físicas e Movimento Retilíneo.

Passo 1 (Equipe)

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

[pic 1]

Então: 300 km(apogeu)  x 1000) x (3,28Pes) = 984.000Pés.

Passo 2 (Equipe)

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

[pic 2]

Então: (100km x 1000) x (0,5399) = 53,99MN.

Passo 3 (Equipe)

Leitura em grupo e individual.

Passo 4 (Equipe)

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.[pic 3][pic 4][pic 5]

[pic 6]

[pic 7][pic 8][pic 9][pic 10]

[pic 11]

Vm total: ?

t1: ?              0,16h    [pic 12][pic 13]

t2: ?             0,12h  [pic 14][pic 15]

[pic 16]

[pic 17]

              [pic 18][pic 19][pic 20][pic 21]

Então a velocidade media em todo o trecho é de 357,14km/h.

Etapa 02

Aula tema; Fazer conversões das unidades, para ter êxito na solução da situação problema.

Passo1 (Equipe)

Considerar que um avião de patrulha marítimo P-95 “Bandeirulha”, Fabricado pela Embraer, pode desenvolver uma velocidade media de 400 km/h. Calcular o tempo gasto por ele para chegar ao ponto de amerissagem, supondo que ele decole de Parnaíba distante 100 km do ponto de impacto. [pic 22]

Considerar também que o helicóptero de apoio será utilizado na missão para monitorar o restante. Esse helicóptero UH-1H-Iroquis 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.

[pic 23][pic 24][pic 25][pic 26][pic 27]

T Avião : ?        T= ∆S  Vm      T= (s1 – s0) 400km/h    T= 100km  400km/h   Ta= 0,25h[pic 28][pic 29][pic 30]

T= 0,25 h x 60 = 15minutos.

Então tempo gasto para chegada do Avião ao ponto de amerissagem 0,25h ou 15 minutos.

T Helicóptero : ?     T= ∆S  Vm      T= (s1 – s0)  200km/h    T= 100km  200km/h   Th= 0,5h[pic 31][pic 32][pic 33]

T= 0,5 h x 60 = 30minutos.

Então tempo gasto para chegada do Helicóptero ao ponto de amerissagem 0,5h ou 30 minutos.

Tempo de diferença = Ta – Th     Td= 15 – 30         Td= -15minutos. Então a diferença de tempo gasto pelo avião e helicóptero é de 15minutos um em relação ao outro.

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)

[pic 34]

T1: ?  T= S  V    t1= 338km   300.000 km/s    t1= 11,2667xs[pic 35][pic 36][pic 37]

T2: ?  T= S  V    t1= 100km   300.000 km/s    t2= 33,3333xs[pic 38][pic 39][pic 40]

T3: ?  T= S  V    t1= 3000km   300.000 km/s    t3= 1xs[pic 41][pic 42][pic 43]

Passo3 (Equipe)

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.)

Vm = 9 Mach = 11025 km/h

S0= 300 km

y0 = 0

V= ?

T = S / V  T = 300 / 11025    T = 0,027 h

S = S0 + V0 x T + ½ a ( T )2   

300 = 0 + 0 x 0,027 + ½ a (0,027)2 

300 = 0,729 x 10-3a

a = 300  0,729 x 10-3 [pic 44]

a = 823045 km/h²

V1 = a x T             V1  = 823045 x 0,027       V Final = 22.222 Km/h

1. A aceleração adquirida pelo SARA SUBORBITAL na trajetória de reentra 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/s.

V = 30625 Km/h

S = 288 km

V0 = 22.222 Km/h

V2 = V02 + 2 a ( Y – Y0 )   306352 = 222222 + 2 a 288    

937890625 = 493817284 + 576 a

576 a = 937890625 – 493817284

a = 444073341  576            [pic 45]

a = 770960,6615 km/h2 

Convertendo a aceleração de Km/h2 para m/s2 temos:

a = 59,48 m/s2

Comparando a aceleração de reentrada do SARA SUBORBITAL com da gravidade, temos:

Comparação: 59,48  9,8 = 6,06[pic 46]

A aceleração de reentrada do SARA SUBORBITAL é de 6,06 vezes maior do que a aceleração da gravidade.