Atps de Física

ETAPA 1

Passo 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).

1 km = 1000 m 300 km = 300.000 m	1 m = 100 cm 1 ft = 30,48 cm	1 ft = 0,3048 m
300.000 m / 0,3048 m = 984.251,96 ft

Passo 2

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.

1 km = 1000 m 100 km = 100000 m	1 milha marítima = 1,852 km 1,852 km = 1852 m
100000 m / 1852 m = 53,996 milhas marítimas

Passo 3

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 4

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.

Distância Total = 100 km
V1 = 300 km/h S1 = 50 km	V2 = 400 km/h S2 = 50 km
vm = Δs / Δt
300 km/h = 50 km / Δt Δt = 50 km / 300 km/h Δt = 0,1667 h	400 km/h = 50 km / Δt Δt = 50 km / 400 km/h Δt = 0,1250 h
vm = 100 km / (0,1667 h + 0,1250 h) vm = 342,82 km/h

ETAPA 2

Passo 1

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.

vm = Δs / Δt 400 km/h = 100 km / ΔT ΔT = 100 km / 400 km/h ΔT = 0,25 h 1 h = 60 minutos t = 0,25 h * 60 Tavião = 15 minutos	vm = Δs / Δt 200 km/h = 100 km / ΔT ΔT = 100 km / 200 km/h ΔT = 0,50 h 1 h = 60 minutos t = 0,50 h * 60 Thelicóptero = 30 minutos
ΔT = Th - Ta ΔT = 30’ – 15’ ΔT = 15 minutos

Passo 2

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)

P1 - Alcântara – ponto de impacto 338 km

P2 - Parnaíba – ponto de impacto 100 km

P3 - São José dos Campos – ponto de impacto 3000 km

vm = Δs / Δt Vluz = P 1, 2, 3 / Δt
300000 km/s = 338 km / Δt Δt = 338km / 300000 km/s Δt = 0,0011266 s	300000 km/s = 100 km / Δt Δt = 100km / 300000 km/s Δt = 0,0003333 s	300000 km/s = 3000 km / Δt Δt = 3000km / 300000 km/s Δt = 0,01 s

Passo 3

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.

M1 = 1225 km/h  →  M9 = (1225 km/h * 9) = 11025 km/h V = S/T  →  11025 km/h = 300 km / T T = 300 km / 11025 km/h  →  T = 0,027 h S = S0 + V0 * t + ½ a (t)2 300 km = 0 + 0 * (0,027 h) + ½ a (0,027 h)2 300 = 0,000729 a / 2  →  300 * 2 = 0,000729 a 600 = 0,000729 a  →  600 / 0,000729 = a a = 823045 km/h2 a = (Vf – Vi) / (Tf – Ti)  →  a = Vf / Tf  Vf = a * Tf  →  Vf = 823045 km/h2 * 0,027 h Vf = 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.