ATPS De Física I

FACULDADE ANHANGUERA

ATPS - ATIVIDADES PRÁTICAS SUPERVIOSIONADAS DE FÍSICA I

DESAFIO BASEADO NO PROJETO SARA (SATÉLITE DE REENTRADA ATMOSFÉRICA)

O projeto SARA e sua importância científica, tecnológica e social para o Brasil.

O projeto SARA (Satélite de Reentrada Atmosférica), desenvolvido no Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE) em São José dos Campos - SP compreende o desenvolvimento de uma plataforma espacial para experimento em ambiente de microgravidade, destina a operar em órbita baixa, circular, a 300 km de altitude, por um período máximo de 10 dias.

O projeto ainda se encontra em fase inicial denominado SARA SUBORBITAL, na qual seus subsistemas (estrutural, de recuperação e de redes elétricas) serão verificados em vôo. Os principais cálculos a serem realizados, mostrarão resultados, envolvendo algumas grandezas físicas como: medição, velocidade média, aceleração e equações do movimento. Seu lançamento será a partir do Centro de Lançamento de Alcântara (CLA) no Maranhão.

Através de seus experimentos, será possível desenvolver estruturas que possam suportar o severo ambiente de reentrada na atmosfera terrestre, sem ser destruídas pelo calor, e, em longo prazo, avançar para a nova geração de veículos de reentrada e para as Aeronaves Hipersônicas.

O projeto Sara também abrirá novas possibilidades na realização de projetos de pesquisa e desenvolvimento nas mais diversas áreas e especialidades, tais como biologia, biotecnologia, medicina, materiais, combustão, fármacos entre outros, contribuirá para um maior aproveitamento da infraestrutura disponível, capacitando profissionais e gerando o conhecimento essencial para o a novas tecnologias espaciais.

Promover a capacitação das instituições de ensino superior e da indústria nacional e o uso de recursos espaciais Brasileiros sejam eles, bens e/ou serviços, levará a uma eliminação progressiva da dependência de elevados recursos financeira no exterior.

ETAPA 1 – Aula-tema: Grandezas Físicas e Movimento Retilíneo

PASSO 1 - Realizar a conversão da altura máxima 300 km (apogeu) baseado nas informações acima para a unidade pés.

Resolução:

1 km = 3.280,8300 pés

300 km = X

X = 984.251,9700 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 as milhas náuticas.

Resolução:

1 milha náutica = 1.852m ou 1,852 km

100 km = X

X = 185, 20 milhas náuticas

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 trecho.

Resolução:

VM1 = 300 km/h e VM2 = 400km/h

MV=2/(1/300+1/400)

MV=2/((400+300)/1200)

MV=2/(700/1200)

MV=2/(1 ) x 1200/(700 )

MV=2400/(700 )

MV=342,80 km/h

ETAPA 2 – Essa etapa é importante para aprender a fazer conversões das unidades, pois a coerência entre os sistemas de unidades envolvidas é necessária para garantir o sucesso na solução da situação problema.

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 ponto 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.

Resolução:

ΔT avião = ?

VM = ΔS/ΔT

400=100/(ΔT )

400ΔT= 100

ΔT= 100/(400 )

ΔT= 0,250 h ou ΔT= 15 min ΔT helicóptero = ?

VM = ΔS/ΔT

200=100/(ΔT )

200ΔT= 100

ΔT= 100/(200 )

ΔT= 0,50 h ou ΔT= 30 min

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).

Alcântara – ponto de impacto 338 km

Parnaíba – ponto de impacto 100 km

São José dos Campos – ponto de impacto 3000 km

Resolução:

ΔT Alcântara = ?

VM = ΔS/ΔT

300.000.000=(33.800)/(ΔT )

ΔT= (33.800)/(3000.000.000)

ΔT= 1,127 .〖 10〗^(-3) h

ou ΔT= 0,0001127s