ATPS Fisica I

ETAPA 1

Passo 1

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

Altura máxima: 300 km ou 300.000 m

Pé: 0,3048

300000/0,3048=984251,968 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 milhas náuticas.

Distância: 100 km ou 100.000 m

Milha náutica: 1852 m

100000/1852=53,995 milhas náuticas

Passo 3

Leitura do Texto: “O projeto SARA e os hipersônicos

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.

Velocidade 1: 300 km/h

∆t=∆s/Vm=50/300=0,1667 h

Velocidade 2: 400 km/h

∆t=∆s/Vm=50/400=0,125 h

Vm=∆s/∆t=100/((0,1667+0,125))=100/0,2917=342,818 km/h

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 ponto de amerissagem, supondo que ele decole de Parnaíba, distante 100 km do ponto de impacto

∆t=∆s/Vm=100/400=0,25 h ou 15 minutos

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

∆t=∆s/Vm=100/200=0,50 h ou 30 minutos

O helicóptero leva 30 minutos para chegar ao ponto de amerissagem, já o avião leva 15 minutos, portanto uma diferença de 15 minutos. O helicóptero leva o dobro de tempo para percorrer o percurso.

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.

Alcântara – ponto de impacto 338 km

Parnaíba – ponto de impacto 100 km

São José dos Campos – ponto de impacto 3000 km

Alcântara:

338/300000=0,00112 s

Parnaíba:

100/300000=0,00033 s

São José dos Campos:

3000/300000=0,01 s

Passo 3

Calcular:

A velocidade final adquirida pelo Sara suborbital, 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 = Mach 1 = 1225 km/h.

Mach 9 = 9×1225=11025 km/h

∆t=∆s/Vm=300/11025=0,027210884 h

S=So+Vo×t-a/〖2t〗^2

300=0+0×0,027210884-a/〖2×(0,027210884)〗^2

300=0,0007404322273a/2

300×2=0,0007404322273a

a=600/0,0007404322273=810337,521 〖km/h〗^2

V=Vo+at

V=0+810337,521×0,027210884

V=22050 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 9,8m/s2.

Mach 25 = 25×1225=30625 km/h

V^(2 )=〖Vo〗^2+2.a.∆s

〖30625〗^(2 )=〖22050〗^2+2.a.288

937890625=486202500+2.a.288

937890625-486202500=2.a.288

2a=451688125/288

a=1568361,545/2

a=784180,772 〖km/h〗^2

Comparando com a gravidade, devemos realizar a conversão de km/h2 para m/s2:

784180,772÷12960= 60,5 〖m/s〗^2

A aceleração adquirida pelo Sara Suborbital é 6,17 vezes maior que a aceleração da gravidade.

Calcular o tempo gasto nesse trajeto de reentrada, adotando os dados do passo anterior.

V=Vo+at

30625=22050+784180,772t

30625-22050=784180,772t

t=8575/784180,772

t=0,0109349786 h ou 39,36s

Passo 4

Nessa etapa trabalhamos principalmente a conversão de unidades, tão importante para garantira a coerência das informações.

No primeiro momento tendo como base a velocidade e a distância foi possível calcular o tempo necessário para percorrer o trajeto desejado.

No segundo momento trabalhamos com a conversão de valores para encontrar a