ATPS FISICA

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 pé = 0,3048 metros

300 km = 300.000 metros

300.000 / 0,3048 = 984.251,96 pés

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.

Conversão da distância para milhas náuticas:

1 milha náutica = 1852 metros

100 km = 100.000 metros x 0,539957 = 53,9957 milhas

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 = 100 km V1 = 50 km/300 km/h V2 = 50 km/400 km/h

Vmedia 1 = Δs/Δt

300 = 50/Δt

∆t .300= 50

∆t = 50/300

∆t = 0,1667 h

Vmedia 2 = 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

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.

Δt = Δs/( Vm)

Δt = 100/( 400)

Δt = 0,25 h . 60

Δt = 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.

Δt = Δs/( Vm)

Δt = (100 km) / (200 km/h)

Δt = 0,50 h . 60 = 30 minutos

Diferença de tempo gasto é de 15 minutos a mais que o avião

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)

t= tempo

S=espaço

V=velocidade

Alcântara:

t=?

S=338km

V=300000km/s

t=338/300000

t=0,00112s

t=1,12.10-3s

Parnaíba:

t=?

S=100km

V=300000km/s

t=100/300000

t=0,000333s

t=3,33.10-4s

São José dos Campos:

t=?

S=3000km

V=300000km/s

t=3000/300000

t=0,01s

t=1.10-2s

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.

Mach 1 = 1225 km/h x 9 = 11025 km ÷ 3,6 = 3062,5m/s

Vm = ΔS = 300.000 = 98s

Δt 3062,5

S = So + Vo + a.t2/2

300.000 = 0 + 3062,5 + a(98)2/2

300.000 = a.9604/2

300.000 = a.4,802

300.000/4,802 = a

a = 62,5 m/s2

V2 = Vo2 + 2.a ΔS

V2 = 0 + 2 x 62,5 x 300.000

V2 = 125 x 300.000

V2 = 37500000

V = 6124m/s→ 22046,4 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