Relatorio De Estagio

ANHANGUERA EDUCACIONAL Ltda.

Faculdade Anhanguera São José

Curso de Bacharelado em Engenharia de Produção

Adriano da Rocha Ferreira RA 8092907818

Ana Carolina Januário de Lima RA 8061806615

Carlos Henrique Silva RA 8407141708

Lígia Aparecida Januário de Lima RA 8061806611

Ligiane Aparecida Januário de Lima da Silva RA 8061806639

ATIVIDADE PRÁTICA SUPERVISIONADA (ATPS)

FÍSICA

Grupo: CLÃ ALFA DELTA π

Professor: MAURO NAKA

São José dos Campos - SP

Novembro de 2014

1 – INTRODUÇÃO 3

2 - ETAPA 1 4

2.1- PASSO 1 4

2.2- PASSO 2 4

2.3- PASSO 3 5

2.4 - PASSO 4 5,6

3 - ETAPA 2 7

3.1- PASSO 1 7,8

3.2-PASSO 2 8,9

3.3 - PASSO 3 9,11

3.4 - PASSO 4 12

3.4.1-RELATÓRIO 12

4 - ETAPA 3 12

4.1 - PASSO 1 12

4.2 - PASSO 2 12,14

4.3 - PASSO 3 14

4.4 - PASSO 4 15

4.4.1- RELATÓRIO 15

5-ETAPA 4 15

5.1- PASSO 1 15,16

5.2 - PASSO 2 16

5.3 - PASSO 3 16,17

5.4 - PASSO 4 17

5.4.1 - RELATÓRIO 17

6-ETAPA 5 18

6.1 - PASSO 1 18

6.2 - PASSO 2 19

6.3 - PASSO 3 20

6.4 - PASSO 4 21

6.4.1- RELATÓRIO 21

7 - CONCLUSÃO 22

8-BIBLIOGRAFIA 23

1 – INTRODUÇÃO

O presente trabalho tem como objetivo um desafio baseado no projeto Sara (Satélite de Reentrada Atmosférica ),desenvolvido no Instituto de Aeronáutica e espaço, na cidade de São José dos Campos,destinado a operar em orbita baixa e circular numa altitude 300km,(quilômetros).O Sara consiste em um veiculo de 350 kg,(quilos),que à ser lançado através de um veiculo de sondagem (VS-40),a partir do Centro de Lançamento de Alcântara localizado no Estado de Maranhão (MA).

Este trabalho também pode nos proporcionar de maneira sucinta a vivenciar em grupo respeitando assim a idéia de cada integrante do grupo e assim aprendendo uns com os outros a melhor maneira de lidar com números e formulas utilizadas neste presente trabalho, onde vimos os conteúdos de Grandezas Físicas: medição, velocidade média, aceleração e equações do movimento.

2- Etapa 1

2.1 Passo 1

Realize a conversão da altura máxima 300Km (apogeu) baseado na informações citadas na aula - tema: Grandezas Físicas e Movimento Retilíneo (ATPS), para unidade pés.

1 Quilometro = 3280,8399 pés

1 pé = 0,3048 metros

X = 300.000

0,3048

X = 984.251,96 pés

300 Quilômetros = 984251,96 pés

2.2 Passo 2

Considerar as informações do projeto amerissagem na água (pouso).Será a 100Km da Cidade de Parnaíba. Fazer a conversão da distancia para milhas náuticas.

1 M = 5,4*10 ^ - 4 Mn 1Mn= 1852 M

100Km = 54Mn

X = 100.000

1,852

X = 54Mn

2.3 Passo 3

Fazer uma Leitura do Texto "O projeto Sara e os Hipersônicos ".

O projeto Sara tem como um de seus objetivos desenvolver tecnologias para a criação de aeronaves e veículos hipersônicos.Visa também a realização de experimentos em ambientes de micro gravidades e desenvolver estruturas capazes de suportar o severo ambiente de reentrada na atmosfera terrestre sem serem destruídos pelo calor

O Sara,em longo prazo pretende ser uma plataforma industrial orbital e pretende um avanço para geração de veículos de reentrada e aeronaves hipersônicas.É por isso que ele trabalha em sinergia com o projeto do veículo hipersônico 14-X.

2.4 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 50Km a uma velocidade de 300 Km/h e a segunda metade a 400Km/h.Determine a velocidade média em todo o trecho.

1º Trecho :

Vm = Velocidade Média

ΔS = Variação do Espaço

ΔT = Variação do Tempo

Reajustando:

Vm = 300 Km/h

ΔT = ΔS

ΔT = 50

300

ΔT = 0,167 horas

2º Trecho:

Vm = 400 Km/h

ΔT = ΔS

ΔT = 100

300

ΔT = 0,125 horas

Trecho Completo :

ΔS = 100Km

Vm = 100

ΔT¹+ΔT²

ΔT = 0,166+0,125

ΔT = 0,291

Vm = 100

0,291

Vm = 343,64Km/h

3- Etapa 2

3.1- Passo 1

Considere que um avião de patrulha marítimo P-95 "Bandeirulha", fabricado pela EMBRAER, pode desenvolver uma velocidade média de 400Km/h.Calcular o tempo gasto por ela para chegar ao ponto de amerissagem, supondo que ele decole de Parnaíba distante 100Km 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 200Km/h. Supondo que ele tenha partido da cidade de Parnaíba, calcular a diferença de tempo gasto pelo avião e pelo helicóptero.

Avião:

Vm = 400Km/h ΔT= 100

400

ΔS = 100 Km

ΔT= 0,25 horas, ou seja 15 minutos.

Helicóptero:

Vm = 200Km/h ΔT= 100

200

ΔS = 100 Km

ΔT= 0,5 horas, ou seja 30 minutos.

Diferença de tempos gasto

Thelicóptero-Tavião = 30-15 = 15minutos .

3.2- Passo 2

Considere que no momento da amerissagem, o satélite envia um sinal elétrico, que é captado por sensores localizados em três pontos mostrados na tabela abaixo.

ALCÂNTARA - PONTO DE IMPACTO 338Km

PARNAÍBA - PONTO DE IMPACTO 100 Km

SÃO JOSÉ DOS CAMPOS - PONTO DE IMPACTO 3000 Km

Considerando esse sinal viajando a velocidade da luz, determinar o tempo gasto para ser captado nas localidades mostradas na tabela acima.(Velocidade da luz 300.000Km/s).

Resposta:

ALCÂNTARA:

Vm = 300.000Km/s ΔT= 338

300.000

ΔS = 100 Km

ΔT= 1,126*10 ^ - 3 s

PARNAÍBA

Vm = 300.000Km/s ΔT= 100

300.000

ΔS = 100 Km

ΔT= 3,33*10 ^ - 4 s

SÃO JOSÉ DOS CAMPOS

Vm = 300.000Km/s ΔT= 3000

300.000

ΔS = 100 Km

ΔT= 0,01 s

3.3 - Passo 3

Calcular:

1- A velocidade final adquirida pelo SARA SUBORBITAL,que atingirá uma velocidade média de Mach 9, ou seja, 9* a velocidade do som, partindo do repouso até a sua altura máxima de 300km.Considere seu movimento um MUV.Dado :velocidade do som = Mach1=1225Km/h.

Resposta¹ :

Mach09 = 11.025Km/h ΔT= 300

11,025

V = 0+(811.907,98)*(0,0272)

So = 0 Km ΔT = 0,0272 h Vfinal=22.083,89Km/h

S = 300 Km S = So+Vo*T+1

2a*T²

Vo = 0Km/h 300 = 0+0*(0,0272)+1

2*a*(0,0272)²

a= 811.907,98 Km/h² V = Vo+a*T

2- Aceleração adquirida pelo SARA SUBORBITAL na trajetória de reentrada da troposfera, onde o satélite percorre 288km, aumentando sua velocidade da máxima atingida na subida calculada no passo anterior para Mach25,ou vinte cinco vezes a velocidade do som .comparar essa aceleração com a aceleração da gravidade cujo o valor é 9,8m/s².

Resposta² :

Vo = 22.083,89 Km/h V² = Vo²+2ª* ΔS

V= Mach25 = 30.625Km/h (30.625)² = (22.083,89)²+2*a*(288)

S = 288 Km

a = 781.584,07 Km/h²

So = 0 Km a= 217.106,64M/s²

aceleração adquirida é 22.154,04 vezes maior que a aceleração da gravidade

3- Calcular o tempo gasto nesse trajeto de reentrada,adotando os dados do passo anteriores.

Resposta³:

Vo = 22.083,89 Km/h ΔV

ΔT

V = 30.625Km/h ΔT = 8541,11

781.584,07

a = 781584,07 Km/h²

ΔT = 0,0109 horas ou seja , 39,24 segundos .

3.4- Passo 4

3.4.1- Relatório:

Ao ponto de vista do grupo essa etapa foi de extrema importância para aprendermos a importância de fazer a conversão de unidades e medidas , pois assim aprendemos o quanto á necessidade de obtermos coerência entre os sistemas de unidades envolvidas nessa etapa para assim garantir o sucesso na solução das etapas.

E assim com riquezas de detalhes elaborar as etapas acima propostas com um olhar mais critico e visionário ,pois sabemos que teremos outras etapas e assim conseguiríamos alcançar nosso objetivo propostos.

4- Etapa 3

4.1- Passo 1

Considere que dois soldados da equipe de resgate, ao chegar ao local da queda do satélite e ao verificar sua localização saltam ao lado do objeto de uma altura de 8 metros. Considerar que o helicóptero esta com velocidade vertical e horizontal nula em relação ao nível da água. Adotando g = 9,8M/s²

4.2 Passo 2

Tomar como base , as informações a cima e determinar:

1- O tempo de queda de cada soldado.

Y = Vo . (T-To) + g/2 . (T-To)²

8 = 0 . (T-To) – 9,8/2 . (T-To)²

8 = -4,9T²

T² = 8/4,9

Tt² = 1,633

T = √1,633

T = 1,277s, Consideramos T = 1,28s

2- A velocidade de cada soldado ao atingir a superfície da água, utilizando para isso os dados anterior.

V = Vo + g . ( T-To)

V = 0 - 9,8 . (1,28 – 0)

V = -12,54 m/s

3- Qual seria a altura máxima alcançada pelo SARA SUBORBITAL, considerando que o mesmo foi lançado com uma velocidade inicial de Mach 9 livre da resistência do ar e submetido somente á aceleração da gravidade.

Mach 9 = Mach 1 x 9

Mach 9 = 1.225 x 9

Mach 9 = 11.025 km/h = 3.062,5 m/s

Vy² = Voy² + 2g.(∆y)

0 = (3.062,5)² + 2 .(- 9,8) .(∆y)

0 = 9.378.906,25 – 19,6 = ∆y

∆y = - 9,378906,25

19,6

∆y = 478.515,62 m

4.3 Passo 3

Calcular o tempo gasto para o SARA SUBORBITAL atingir altura máxima.

V = Vo + g . ( T-To )

0 = 3.062,5 + (-9,8) . (t-0)

T = 3.062,5

9,8

T= 312,5s

4.4-Passo 4

4.4.1-Relatório

A importância que essa etapa veio nos mostrar com riqueza o conceito de movimento uniforme variado livre da resistência do ar.

Aprendemos como é feito a simulação dos movimentos executados quando os corpos estão sendo submetidos a uma aceleração constante e assim com essas informações podemos por assim dizer que aprendemos mais conceitos dentro da física que nos será de grande utilidade mais para frente para que assim possamos entender melhor novos desafios dentro da nossa profissão .

E que dentro da física podemos estudar a fundo e descobrirmos com exatidão cada movimento de determinada coisa.

5 - ETAPA 4

5.1- Passo 1

Ler o texto e considerar o cenário apresentado a seguir.

Para efetuar o resgate do Satélite, ao chegar ao local, o avião patrulha lança horizontalmente uma bóia sinalizadora. Considerar que o avião está voando a uma velocidade constante de 400 km/h, a uma altitude de 1000 pés acima da superfície da água, calcular o tempo de queda da bóia, considerando para a situação g = 9,8 m/s2 e o movimento executado livre da resistência do ar.

Convertendo:

400km/h/3,6m/s = 111,11m/s

1000pes*0,3048m = 304,8m

Y = Yo + Voy ( T-To ) +g/2 ( T-To )²

304,8 = 0 + 0.( T-To ) – 9,8/2(T-0)²

T² = 304,8

4,9

T= √62,2040

T = ±7,886, consideramos 7,89s

5.2- Passo 2

Considerar os dados da situação do Passo 1 e calcular o alcance horizontal da bóia.

X = Xo + Vox . (T-To)

X = 0 + 111,11 . 7,89

X = 876,66 m.

5.3- Passo 3

1. Calcular para a situação apresentada no Passo 1, as componentes de velocidade da bóia ao chegar ao solo.

V = Voy + g . (T-To)

V = 0 + 9,8 . (7,89)

V = 77,32m/s

2. Determinar a velocidade resultante da bóia ao chegar à superfície da água.

V² = (77,32)² + (111,11)²

V² = 5.978,39 + 12.345,43

V= √18.323,82

V = 135,36m/s

5.4- Passo 4

5.4.1.Relatório

Nessa etapa compreendermos os conceitos de lançamento horizontal e oblíquo.

E assim aprendemos também de maneira mais sucinta o movimento em duas e três dimensões.

Aprendemos a determinar a velocidade resultante e a calcular velocidade constantes e o tempo determinado de queda de maneira mais detalhista e assim concluirmos o cálculos com mais exatidão de detalhes e assim chegarmos de maneira mais próxima ou ate mesmo no resultado exato das grandezas estudadas.

6 - ETAPA 5

6.1- Passo 1

Verificar que antes do lançamento real do SARA SUBORBITAL, alguns testes e simulações deverão ser feitos. Para uma situação ideal livre da resistência do ar, vamos considerar a trajetória parabólica como num lançamento oblíquo e a aceleração constante igual a g. Adotar uma inclinação na plataforma de lançamento de 30º em relação à horizontal e o alcance máximo de 338 km. Determinar a velocidade inicial de lançamento.

Resposta:

X = Xo + gT

0 = 1382,9 – 9,8T

9,8T = 1382,9

T = 1382,9

9,8

T = 141,112 s.

Vy = Vyo² + 2g∆x

0 = (Vyo)² + 2 . (9,8) . 9757,2

Vyo² = 1912415,12

Vyo = 1382,9 m/s

V = Vx² + Vy²

V = 1912415,12 + 5737222,6

V = 2765 m/s.

6.2- Passo 2

1. Determinar as componentes da velocidade vetorial de impacto na água para a situação analisada no passo anterior.

Resposta

V = (2395,25î + 1382,9j) m/s

2. Fazer um esboço em duas dimensões (x-y) do movimento parabólico executado pelo satélite desde seu lançamento até o pouso, mostrando em 5 pontos principais da trajetória as seguintes características modeladas como:

Posição, velocidade, aceleração para o caso em que o foguete está livre da

resistência do ar e submetido à aceleração da gravidade 9,8 m/s2. Adotar

os dados apresentados no passo anterior. Para uma melhor distribuição

dos dados, escolher o ponto de lançamento, o vértice, o pouso e dois

pontos intermediários a mesma altura no eixo y.

Resposta .

Posição Velocidade Aceleração

a) 0 (2395,25î + 1382,8j) m/s - 9,8 m/s²

b) 84500 (2395,25î + 691,4j) m/s - 9,8 m/s²

c) 169000 (2395,25î + 691,4j) m/s - 9,8 m/s²

d) 253900 (2395,25 – 691,4j) m/s - 9,8 m/s²

e) 338000 (2395,25 – 138218j) m/s - 9,8 m/s²

6.3- Passo 3

Reunir-se em grupo de no máximo 6 pessoas, discutir e relatar sobre as implicações sociais para o Brasil, como um dos poucos países do mundo a dominar a tecnologia de lançamento de satélite.

Resposta.

Para o Brasil não houve um impacto tão grande, pois todas as nações sabem que o nosso país não está atrás da corrida de matérias bélicos como por exemplo, mísseis e ogivas nucleares, nosso desenvolvimento tecnológico tem sido muito grande e rápido isto só prova nosso potencial, o Brasil tem realizado parcerias com países desenvolvidos, que doam informações de todos os avanços feitos nesta área de lançamentos de aparelhos orbitais, em troca de benefícios que o nosso país possa lhes oferecer. Tudo isso têm sido de imensa importância para o nosso país, o lançamento de satélites colocou mais velocidade em nossa internet por exemplo, nosso interesse é somente desenvolvimento e benefícios para nossa população. e assim evoluir tecnologicamente nosso país e nossa nação no presente momento percebemos que não vivem sem a tecnologia da telefonia e nem da tecnologia virtual pensando nisso nosso físicos vem incansavelmente pesquisando coisa para nosso futuro cibernético

6.4- Passo 4

6.4.1 - Relatório

Como já foi citado no presente trabalho essa etapa vem para selar o presente trabalho na etapa final.

E assim podemos aqui falarmos de maneira mais clara para agregarmos as informações das etapas anteriores.

Devido o tema cinco ser exatamente parecido com o tema quatro ,podemos assim dizer que os detalhes dessa etapa é um pouco mais abrangente e com mais riquezas de informações essa etapa pudemos chegar um pouco mais além da etapa anterior.

Podemos assim dizer que nessa etapa aprendemos as grandezas vetoriais e assim calcularmos com mais exatidão os pontos das principais trajetórias.

7- CONCLUSÃO

Concluímos que no trabalho proposto, nosso grupo pôde alcançar os objetivos propostos de aprendizado. Claro que, com algumas dificuldades e contra tempos para realização do mesmo mas, com a graça de Deus e com o empenho e esforço de cada integrante para elaboração deste trabalho, conseguimos finalizar todas as etapas propostas, inclusive a etapa 5. Sendo assim, realizamos a ATPS de maneira completa, proposta inicialmente pelo professor, à quem também deixamos nossos agradecimentos, por todas as aulas e por nos ter passado todo o ensinamento durante este semestre, que nos trouxe o saber em novos assuntos como, em grandezas, vetores, movimento e dimensões, dentre todas as outras matérias abordadas nas aulas. Chegamos até aqui não só com conhecimento unitário mas também em sociedade pois a harmonia e responsabilidade em grupo foi fundamental para este resultado positivo.

Sendo assim, agradecemos primeiramente à Deus por nos permitir a conclusão do nosso trabalho, uns aos outros do grupo pelo esforço e determinação, aos colegas de sala, e claro, ao professor Mauro Naka por tudo que nos ensinou.

.

8- BIBLIOGRAFIA

HALLIDAY, David; RESNICK, Robert et al. Física I. 8a ed. Rio de Janeiro: LTC Livros, Técnicos e Científicos, 2009, v.1.

BEER, Ferdinand,JR.,E.Russell Johnston .5ªed.revisada-São Paulo:Cinemática e Dinâmica

http://www.defesabr.com/Tecno/tecno_Sara.htm#Intro