ATPS Fisica

Etapa 1

Passo 1

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

1m = 3,280 pés

300.000 =9,84x〖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.

1Km = 0,54 milha náutica

100Km = 54 Milhas náuticas

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.

A fórmula da velocidade Média é: VM = S/T

VM = Velocidade Média

S – Espaço

T – Tempo

50Km iniciais:

300Km/h = 50Km/t

T = 0,166 h

50 Km Finais

400KM/h = 50Km/t

T = 0,125 h

Velocidade média em todo o trecho:

Tempo total = 0,291h

VM = 100Km/0,291h

VM = 343,64Km/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.

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.

Avião

A fórmula da velocidade Média é: VM = S/T

VM = Velocidade Média

S – Espaço

T – Tempo

400Km/h = 100km/t

T = 0,25h (15 minutos)

Helicóptero

200Km/h = 100Km/t

T = 0,5h (30 minutos)

Diferença

0,5-0,25 = 0,25 (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 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

Alcântara

3x〖10〗^5 Km/s=338Km/t

T= 1,13〖10〗^(-3)s

Parnaíba

3x〖10〗^5 Km/s=100Km/t

T = 3,33〖10〗^(-4)s

São Jose dos Campos

3x〖10〗^5 Km/s=3000Km/t

T = 1〖10〗^(-2)s

Passo 3 (Equipe)

Calcular:

A velocidade final adquirida pelo Sara sub orbital, 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 = Mach1= 1225 km/h.

Vm = 9x1225Km/h = 11.025Km/h

Vm = Vf + Vo2/2

11.025=Vf+0/2

Vf= 11.025 * 2

Vf = 22.050 Km/h

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.

V0 = 22.050Km/h / 3,6 = 6.13〖10〗^3m/s

V = 25 x 1225Km/h = 30.625 Km/h / 3,6 = 8,51〖10〗^3m/s

(8,51〖10〗^3m/s)²= (6.13〖10〗^3m/s)² +2*a * 2,88〖10〗^5m

2*a = 7,24〖10〗^7m/s – 3,76〖10〗^7m/s / 2,88〖10〗^5m

2*a =3,48〖10〗^7m/s / 2,88〖10〗^5m

2*a = 1,21〖10〗^2

A = 1,21〖10〗^2 / 2

A = 6,04〖10〗^1m/s²

A diferença entre a aceleração da SARA SUBORBITAL e a aceleração da gravidade é de 5,06〖10〗^1m/s²

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

8,51〖10〗^3m/s = 2,88〖10〗^5m / T

T = 2,45〖10〗^9s