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PROJETO SARA E VEICULO DE SONDAGEM VS-40 O PROJETO SARA objetiva termos uma plataforma orbital para a realização de experimentos em ambiente de microgravidade, mas ainda visa desenvolver estruturas que possam suportar o severo ambiente de reentrada na atmosfera terrestre sem serem destruídos pelo calor. No futuro, o SARA pretende ser uma plataforma industrial orbital para a qualificação de componentes, materiais especiais e equipamentos espaciais. O objetivo a longo prazo é avançar para a nova geração de veículos de reentrada e para as aeronaves hipersônicas. O Subsistema de Recuperação é constituído de um conjunto de três tipos de paraquedas: uma aba piloto, para a extração dos demais paraquedas, um paraquedas de arrasto, para a redução principal de velocidade, e um conjunto de paraquedas principais, para levar a plataforma até a velocidade de descida especificada para o impacto com a água. O Sara Suborbital consiste em um veículo suborbital de 350 kg, a ser lançado através de um veículo de sondagem VS-40 modificado, a partir do Centro de Lançamento de Alcântara (MA), com a finalidade de realizar experimentos de microgravidade de curta duração (cerca de 8 min).

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O VS-40 é um veículo suborbital de dois estágios a propulsão sólida com capacidade de efetuar missões com cargas úteis de até 500 kg em trajetórias de 650 km de apogeu. O primeiro estágio é constituído pelo propulsor S40 do SONDA IV e o segundo estágio pelo propulsor S44, quarto estágio do VLS-1. O projeto teve início da década de 90, como uma fase intermediária do projeto VLS-1. Na verdade, objetivava-se realizar um único lançamento experimental para qualificar o quarto estágio do VLS-1 em condições de voo (vácuo), mas o estudo do veículo mostrou ser este altamente promissor como foguete de sondagem, tanto do ponto de vista de performance (tempo de voo no vácuo) como de volume disponível de carga útil. Para o desenvolvimento das atividades propostas no ATPS de Física Básica alguns conceitos são muito importantes a respeito de movimento, seja retilíneo uniforme ou uniformemente variado. Movimento Retilíneo Uniforme Este tipo de movimento se define por variações de espaços iguais em intervalos de tempo iguais, em outras palavras a velocidade é constante. Portanto quando falamos de MRU não tem mais sentido em utilizarmos o conceito de velocidade média, já que a velocidade não se altera no decorrer do movimento, logo passaremos a utilizar: v = vm Função horária do M.R.U Partindo da definição da velocidade: Aplicando as observações descritas acima, temos: Simplificando a expressão, temos que: Isolando o espaço s, fica:

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Portanto a Função Horária do MRU é dada por: Movimento Retilíneo Uniforme Variado Movimento retilíneo uniformemente variado (MRUV) é o movimento em que o corpo sofre aceleração constante, mudando de velocidade num dado incremento ou decremento conhecido. Para que o movimento ainda seja retilíneo, a aceleração deve ter a mesma direção da velocidade. Caso a aceleração tenha o mesmo sentido da velocidade, o movimento pode ser chamado de movimento retilíneo uniformemente acelerado. Caso a aceleração tenha sentido contrário da velocidade, o movimento pode ser chamado de movimento retilíneo uniformemente retardado. A queda livre dos corpos, em regiões próxima a Terra, é um movimento retilíneo uniformemente variado. Uma vez que nas proximidades da Terra o campo gravitacional pode ser considerado uniforme. O movimento retilíneo pode ainda variar sem uma ordem muito clara, quando a aceleração não for constante. É importante salientar que no MCU (movimento circular uniforme) a força resultante não é nula. A força centrípeta dá a aceleração necessária para que o móvel mude sua direção sem mudar o módulo de sua velocidade. Porém, o vetor velocidade está constantemente mudando. No caso do MRUV a aceleração é constante, portanto: Assim: De forma similar ao que foi feito com o MRU, como podemos escrever a função da velocidade em relação ao tempo: Essa é uma função linear, portanto sua representação num gráfico velocidade versus tempo é uma reta. A área entre essa reta e o eixo do tempo, em um intervalo temporal é o valor da distância percorrida nesse intervalo (a figura formada será um triângulo ou um trapézio). O coeficiente angular dessa reta em relação ao eixo do tempo é o valor da aceleração. Para se encontrar a função da posição em relação ao tempo pode-se integrar a função acima, feito isso temos: Essa nova função é quadrática representando uma parábola no gráfico espaço versus tempo. A velocidade no instante é igual ao coeficiente angular da reta tangente à parábola no ponto correspondente a . Manipulando-se as equações é possível encontrar a velocidade em função do deslocamento, a chamada Equação de Torricelli:

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Essa equação é particularmente útil quando se quer evitar a variável tempo. Analogamente, pode-se manipular as equações anteriores para se evitar a variável aceleração, chegando-se a:

Etapa 1 : Grandezas físicas e movimento retilíneo

Conforme já mencionado anteriormente as informações sobre as grandezas físicas do (SI) terão grande utilidade na próxima etapa desta atividade.

Passo 1: Realize a conversão da altura máxima 320 km (apogeu) baseado nas informações acima para a unidade pés (Consulte uma tabela para fazer essa conversão).

Medidas dadas:

320 km = 320000 m temos km/ft = 320000/0,3048 = 1.049.868.76 ft (pés)

1ft

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