ATPS DE FISICA

Física I

Passo 1 (Equipe)

Realizar a conversão da altura máxima 300 km (apogeu) baseado nas informações acima para a unidade pés.

Resposta:

1 pé = 30,48 cm

300 km = 30000000 cm x 30,48 cm = 9,8.10^5 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:

1 milhas náuticas = 1,852 km

x milhas náuticas = 100 km

1,852x = 100

x = 100/1,852 = 53,99 milhas náuticas.

Passo 3 (Equipe)

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 (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

Vm 1 = Δs/Δt

300 = 50/Δt

∆t .300= 50

∆t = 50/300

∆t = 0,1667 h

Vm2 = Δs/Δt

400 = 50/Δt

∆t .400= 50

∆t = 50/400

∆t = 0,1250 h

Vm = Δs/( Δx)

Vm = (100 km/h)/( (0,1667 + 0,1250) )

Vm = 342,818 km/h

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.

Avião:

Δt = Δs/( Vm)

Δt = 100/( 400)

Δt = 0,25 h . 60 = 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.

Helicóptero:

Δt = Δs/( Vm)

Δt = (100 km)/( 200 km/h)

Δt = 0,50 h . 60 = 30 minutos

O helicóptero gastou 15 min. a mais do que o avião para chegar ao mesmo destino.

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).

• Alcântara – ponto de impacto 338 km

• Parnaíba – ponto de impacto 100 km

• São José dos Campos – ponto de impacto 3000 km

Respostas:

A) Δt = 338 km / 300000 km/s = 1,1267.10^-3 s

B) Δt = 100 km / 300000 km/s = 3,33.10^-4 s

C) Δt = 3000 km / 300000 km/s = 0,01 s

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.

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.

Respostas:

1) Mach 1= 1225 km/h . 9 = 11025 km/h

Δt = 300 km / 11025 km/h = 0,0272 h

S = So + Vo.t + (a.t²)/2

300 km = 0 + 0 . 0,0272 h + (a . 0,0272 h²)/2

300 km = (a . 7,3984.10^-4 h²)/2

600 km = a . 7,3984.10^-4 h²

a = 810986 km/h²

a = V2 – V1 / t2 – t1

V = 810986 km/h² . 0,0272 h

V = 22058,8 km/h

2) Mach 1= 1225 km/h .25 = 30625 km/h

V² = Vo² + 2 . a . Δs

30625² = 22058,8 ² +2a . ( 228 – 0 )

937890625 = 486590657,4 + 576a

576a = 937890625 - 486590657,4

576a = 451299967,6

a = 783506,9 km/h² = 217640,8 m/s²

217640,8 m/s² - 9,8 m/s² = 217631 m/s²