ATPS Física I

INTRODUÇÃO

A física é e sempre foi uma das ciências exatas mais aplicáveis na atividade e vida humana, seja em simples atividades como determinar o espaço percorrido por um corpo ou até mesmo em grandes projetos.

É nesse cenário que o projeto SARA. O projeto Sara tem como objetivo uma plataforma orbital para realização de experimentos em ambiente de micro gravidade. Mas visa também desenvolver estruturas que suportem a reentrada na atmosfera terrestre sem serem destruídos pelo calor. Por isso ganha força e não sem razão se tornou tema base para estudos nessa ATPS. Nestas etapas iremos discorrer desde assuntos aparentemente simples como velocidade média, tempo, aceleração até movimentos em duas e três dimensões compreendidos no ambiente de sala de aula. Esses dados definidos e estudados nos darão base para os próximos desafios.

Lembremos que os cálculos feitos foram em sua totalidade aprendidos e compreendidos em sala de aula expostos pelo professor-orientador.

2

Etapa 1

Passo 1

Conversão de km para pés

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

300 km – 300.000 m

1 pé – 0,3048 m

Portanto:

300.000 / 0,3048 = 984,25

A altura máxima de 300 km na unidade em pés é 984,25 pés.

Passo 2

Conversão de km para milhas náuticas

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.

100 km – 100.000 m

1 MN – 1.852 m

Portanto:

100.000 / 1.852 = 53.99

A distância em milhas náuticas é 53.99 MN

3

Passo 3

Relatório sobre o projeto.

O PROJETO SARA E HIPERSÔNICOS

O projeto Sara tem como objetivo uma plataforma orbital para realização de experimentos em ambiente de micro gravidade. Mas visa também desenvolver estruturas que suportem a reentrada na atmosfera terrestre sem serem destruídos pelo calor.

Seu objetivo a longo prazo são as novas gerações de veículos de reentrada e aeronaves hipersônicas.

O Sara Suborbital consiste em um veículo de 350 kg que será lançado através de um veículo de sondagem (VS-40) do Centro de Lançamento de Alcântara (MA) para experimentos de micro gravidade de curta duração (8 min).

O Projeto SARA – Satélite de Reentrada Atmosférica está em desenvolvimento no Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE), em São José dos Campos. O Sara será destinado a operar em órbita baixa, cerca de 300 km de altitude, por no máximo dez dias.

Com o desenvolvimento do programa, novas oportunidades de estudo se abrirão, como, biologia, biotecnologia, medicina, materiais, combustão e fármacos.

Para não ser destruído durante a reentrada na atmosfera, quatro veículos do programa serão terão avanços progressivos para o desenvolvimento da tecnologia

Serão desenvolvidas tecnologias de eletrônica embarcadas para realização de testes no sistema de recuperação através de paraquedas, onde havia maior dificuldade de desenvolvimento. Para minimizar o risco de falha do sistema foram criados ensaios funcionais.

Os demais veículos do SARA são o SARA Suborbital 2, destinado ao controle de atitude em voo e o motor de indução de reentrada, o SARA Orbital, para verificar a capacidade de controle tanto em órbita quanto na reentrada e, por fim o SARA Orbital 2, que qualificará o sistema de proteção térmica reutilizável.

4

Parte da tecnologia para próximos veículos como a plataforma para controle de atitude e os materiais para alta temperatura estavam em desenvolvimento desde 2009.

O SARA pretende ser uma plataforma industrial orbital para qualificação de componentes e equipamentos espaciais a baixo custo (o que traria chances de bons negócios no Brasil e fora dele), além de pesquisas científicas em micro gravidade.

O desenvolvimento em andamento de matérias como o carbono/carbeto de silício, e da capacidade de modelar fenômenos físicos permitirão ao Brasil ficar conectado com uma nova geração de veículos de reentrada.

Na prática, o SARA está aperfeiçoando a forma do IAE conduzir projetos, com novas técnicas de gestão e uma nova aproximação da indústria nacional. É um projeto pequeno, porém muito complexo. (Trecho retirado integralmente do texto)

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.

Vm = Δs / Δt

Δs = S2 – S1

Δs = 100 – 50

Δs = 50

300 = 50 / Δt

Δt = 50 / 300

Δt =0,16 h

400 = 50 / Δt

Δt = 50 / 400

Δt = 0,125 h

Δt = t1 – t2 Vm = 100 / 0,285

Δt = 0,16 h + 0,125 h Vm = 350,9 km/h

Δt = 0,285 h

A velocidade média em todo o trecho é 350,9 km/h

5

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