ATPS Fisica I

DESAFIO

Ao final do desafio o aluno irá entregar um memorial descritivo de cálculos envolvendo o vôo de um satélite lançado por um veículo de sondagem (VS-40) e do seu projeto. Este desafio é baseado no projeto SARA (Satélite de Reentrada Atmosférica) desenvolvido no instituto de aeronáutica e espaço em São José dos Campos destinado a operar em órbita baixa, circular, a 300 km de altitude. O projeto ainda se encontra em fase inicial denominado SARA SUBORBITAL em que seus subsistemas serão verificados em voo. Os principais cálculos a serem realizados, mostrarão resultados envolvendo algumas grandezas físicas como: Medição, velocidade média, aceleração e equações do movimento. Nas figuras abaixo, podemos ver o VS-40 e o satélite SARA.

Sobre o projeto SARA, consultar: http://www.iae.cta.br/sara.php

Na figura acima, vemos a imagem do SARA

Na figura acima, observamos o VS-40

Veículo de Sondagem VS-40

O projeto SARA compreende a fase de modelagem e ensaios tanto no solo quanto em voo. Seu lançamento será a partir do Centro de Lançamento de Alcântara (CLA) no Maranhão. O clã tem capacidade de colocar em órbita satélites com missões pacíficas e integradoras, favorecendo, assim, a comunicação e a pesquisa, de forma a contribuir para a melhoria da qualidade de vida do homem.

Você poderá consultar mais sobre o CLA em: WWW.cla.aer.mil.br/

1. Etapa 1

Aula-tema: Medição e Movimento Uniforme e Movimento Uniformemente Variado Esta etapa é importante para que você aprenda a fazer conversões de unidades, pois a coerência entre os sistemas de unidades envolvidas é necessária para garantir o sucesso na solução da situação problema. No Passo 3, através da leitura do texto, você compreenderá a importância científica, tecnológica e social para o Brasil desse importante projeto. Destacamos também que nessa etapa é importante que você estude e compreenda o conceito de velocidade média. Uma técnica eficiente para a solução de qualquer problema parte de um sólido entendimento do conceito e posteriormente a aplicação correta da expressão matemática adequada. Para realizá-la, execute os passos a seguir:

1.1 Passo 1

Realize a conversão da altura máxima 300 km (apogeu) baseado nas informações acima para a unidade pés (Consulte uma tabela para fazer essa conversão).

Resposta:

1 pé = 30,48cm 30.10

x 30,48x = 30.10

x = 9,8 . 10 pés

300 km = 3.10 30,48

1 x = 30.10

30,48

1.2 Passo 2

Segundo informações do projeto amerissagem na água (pouso). Será a 100 km da cidade de Parnaíba. Faça a conversão da distancia para milhas náuticas.

Resposta:

1 milha náutica = 1,853 km 100

x 1,853x = 100

x = 53,96 milha náutica

1.3 Passo 3

Faça uma leitura do texto apresentado em:

http://www.defesabr.com/Tecno/tecno_SARA.htm - acesso em 20 de dezembro de 2009

1. 4 Passo 4

Segundo informações, a operação de resgate será coordenada a partir da cidade de Parnaíba, a 100 km do local da amerissagem. Suponha que um avião decole do aeroporto de Parnaíba e realize 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. Determine a velocidade média em todo o trecho. (O mapa abaixo é apenas para ilustração).

Resposta:

(x-x0 )= V1 T1 (x-x0 )= V2 T2 Tt = T1 + T2 Vm = (x-x0 )

50 = 300 T1 50 = 400 T2 Tt = 1 + 1 Tt

T1= 50 T2 = 50 6 8 Vm =100 / 7

300 400 Tt = 7 24

Vm = 342,85 Km/h

1.5 Passo 5

Um avião de patrulha marítimo P-95 “Bandeirulha”, fabricado pela EMBRAER, pode desenvolver uma velocidade média de 400 km/h. Calcule o tempo gasto por ele para chegar ao pondo de amerissagem, supondo que ele decole de Parnaíba distante 100 km do ponto de impacto.

BANDEIRANTE P-95 “BANDEIRULHA”

Resposta:

T= 0,25 h / 900 s

T = x T = 100

Vm = 400

1.6 Passo 6

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, calcule a diferença de tempo gasto pelo avião e pelo helicóptero.

Resposta:

Tempo Avião = 0,25 h ∆T = T1 – T0