Atps Física

ETAPA 1

Passo 1 (Equipe)

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:

Nesta etapa, segundo a tabela de conversão:

300 km e o mesmo que -> 300.000m 
300.000m x 3,281 = 984,300 pés.

Passo 2 (Equipe)

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:

100 km = 100.000m x 1852 = 53,995 milhas

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.

Resposta:

Distância = 100 km 
V1 = 50 km/300 km/h
V2 = 50 km/400 km/h
Vm1 = Δs/Δt                                 Vm2 = Δs/Δt 
300 = 50/Δt                                  400 = 50/Δt
∆t .300= 50                                   ∆t .400= 50                Vm = Δs/( Δx)
∆t = 50/300                                  ∆t =50/400                 Vm = (100 km/h)/( (0,166 + 0,125) )
∆t = 0,166 h                                 ∆t = 0,125 h                Vm = 343,6 km/

                             

ETAPA 2

Passo 1 (Equipe)

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.

Vm = ∆s/∆t
400 = 100/∆t
∆t = 100/400
∆t = 0,25h x 60 = 15 min

Resposta: o tempo gasto será de 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.

Vm = ∆s/∆t
200 = 100/∆t
∆t = 100/200
∆t = 0,5h x 60 = 30 min
∆t avião – helicóptero = 30-15 = 15 minutos

Resposta: o tempo entre o helicóptero e o avião P-95 será de 15 minutos.

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 a seguir. 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

Alcântara – ∆t = 338/300000 = 0,0011s          Parnaíba – ∆t=100/300000=0,00033s

São José dos Campos – ∆t = 3000/300000 = 0,01s

Passo 3 (Equipe)

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.

Vm = 9 x 1225 Vm = 11025 km/h

T =  ST = 300 km  T = 0,027 h   V 11025 km

S = S0 + V0.T + 1/2A(T)2 300 = 0+ 0(0,027210884) + ½ a(0,027)2

300 = 0,729. 10-3ª

2        

a = 600 a= 823,04. 10³ km/h²

0,729. 10-3

A = V1 –V0A = V1V1 = A .T1

T1 – T0 T1 V1 =823,04. 10³ . 0,027

V1 = 22222 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.

mach 25 = 30625 km/h
S = 288 km         25 mach = V        Vo = 22222 km/h
V2² = Vo² + 2 A ( S – So )
30625² = 22222² + 2 A ( 288 – 0 )
576A = 937890625 – 99381728      A = 770960,6615 km/h2

Se 1 m/s²= 12960 km/h² Então temos que: A= 59,48 m/s²

Esta aceleração equivale a 6,06 vezes maior que a aceleração da gravidade.

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

                              V = Vo + at

30625 = 22222 + 770960 x t
-770960 x t = 30625 – 22222
-770960 x t = 8403

T = 0,010899 h ou 39,23 s

Relatorio da etapa:

Nessa etapa da atps foram se utilizados conhecimentos de conversões de grandezas físicas bem como o conhecimento de movimento retilíneo. No passo 1 calculamos o tempo de deslocamento de um avião de patrulha que foi de 15 minutos e também o  tempo entre o helicóptero e o avião P-95. No passo 2 calculamos o tempo de captação de um sinal elétrico nas diferentes cidades citadas considerando a velocidade da luz como base no cálculo. E no passo 3 analisamos que a velocidade final adquirida pela Sara Suborbital foi de 22222 km/h, e que a sua aceleração adquirida em sua trajetória de reentrada na troposfera foi de exatos 59,48 m/s², com base em sua velocidade de reentrada na troposfera podemos afirmar que o seu tempo gasto nesta reentrada foi de 39,23 segundos.