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http://www.trabalhosfeitos.com/ensaios/Atps-Fisica-1-Completo/130136.html
ANHANGUERA EDUCACIONAL S/A
POLITECNICA ANHANGUERA DE JUNDIAI
CURSO DE ENGENHARIA
SUMÁRIO
1 - Introdução
2 - Experimento
2.1 - Etapa 1
2.2 - Etapa 2
2.3 - Etapa 3
3 - Conclusão
4 - Referências bibliográficas
Introdução
Vetores, movimento circular uniforme, lançamento oblíquo (projétil)
Vetor
Em geometria analítica, um vetor espacial, ou simplesmente vetor, é uma classe de elementos geométricos, denominados segmentos de reta orientados, que possuem todos a mesma intensidade (denominada norma ou módulo), mesma direção e mesmo sentido.
Neste contexto, um vetor [pic]pode ser representado por qualquer segmento de reta orientado que seja membro da classe deste vetor (ou seja: pode ser representado por qualquer segmento de reta orientado que possua mesmo módulo, mesma direção e mesmo sentido de qualquer outro segmento da referida classe). E se o segmento [pic](segmento de reta orientado do ponto A para o ponto B) for um representante do vetor [pic], então podemos dizer que o vetor [pic]é igual ao vetor [pic].
Movimento Circular Uniforme
O movimento circular uniforme (MCU) consiste num tipo de movimento de trajetória circular em que o módulo da velocidade é constante, variando apenas a direcção e o sentido do vetor velocidade, uma vez que o somatório das forças no corpo é não nulo apenas na componente normal.
Aceleração
O somatório das forças neste tipo de movimento é nulo na componente tangencial (componente da aceleração com direcção igual à do vector velocidade podendo ter sentido diferente) e não nulo na componente normal ou centrípeta (sendo esta componente direccionada para o centro da curva) à trajectória. Como tal, o valor absoluto da velocidade (o módulo do vetor velocidade) é constante, variando a sua direção e sentido.
No caso do MCU, a aceleração centrípeta é constante, uma vez que o raio da trajectória é constante por definição, e a velocidade V é também constante dado que a aceleração tangencial é nula.
Velocidade
Num sistema de coordenadas polares, podemos exprimir a posição do corpo em função do ângulo θ. Podemos então definir:
Velocidade angular
[pic]
[pic]
Frequência e período
Como a velocidade é constante e não nula, podemos escrever
[pic]
e
[pic],
onde T é o período, f é a frequência e ω (omega) é a velocidade angular da partícula, dada por [pic]
Lançamento Oblíquo (projétil)
O lançamento oblíquo é um exemplo típico de composição de dois movimentos. Galileu notou esta particularidade do movimento balístico.
Esta verificação se traduz no princípio da simultaneidade:
|Se um corpo apresenta um movimento composto, cada um dos movimentos componentes se realiza como se os|
|demais não existissem e no mesmo intervalo de tempo. |
Atividades práticas supervisionadas
Passo 1 – Realize a conversão da altura máxima 300 km (apogeu) baseado nas informações acima para a unidade pés (Consulte uma tabela para fazer essa conversão).
Resposta:
1 pé = 30,48cm 30.10 ------- x 30,48x = 30.10
|x = 9,8 . 10 pés |
300 km = 3.10 30,48 ------- 1 x = 30.10
30,48
Passo 2 – Segundo informações do projeto amerissagem na água (pouso). Será a 100 km da cidade de Parnaíba. Faça a conversão da distancia para milhas náuticas.
Resposta:
1 milha náutica = 1,853 km 100-------x 1,853x = 100
|x = 53,96 milha náutica |
1,853-----1 x = 100
1,853
Passo 4 – Segundo informações, a operação de resgate será coordenada a partir da cidade de Parnaíba, a 100 km do local da amerissagem. Suponha que um avião decole do aeroporto de Parnaíba e ralize 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. Determine a velocidade média em todo o trecho.
Resposta:
(x-x0 )= V1 T1 (x-x0 )= V2 T2 Tt = T1 + T2 Vm = (x-x0 )
50 = 300 T1 50 = 400 T2 Tt = 1 + 1 Tt
T1= 50 T2 = 50 6 8 Vm =100 / 7
300 400 Tt = 7 24
|Vm = 342,85 Km/h |
T1= 1 h T2= 1 h 24
6 8
Passo 5 – Um avião de patrulha marítimo P-95 “Bandeirulha”, fabricado pela EMBRAER, pode desenvolver uma velocidade média de 400 km/h. Calcule o tempo gasto por ele para chegar ao
ponto de amerissagem, supondo que ele decole de Parnaíba distante 100 km do ponto de impacto.
Resposta:
|T= 0,25 h ou 900 s |
T = x T = 100
Vm 400
Passo 6 – Um helicóptero de apoio será utilizado na missao 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, calcule a diferença de tempo gasto pelo avião e pelo helicóptero.
Resposta:
Tempo do avião = 0,25 h ∆T = T1 – T0
Tempo do Helicóptero = ∆T = 0,5 – 0,25
|∆T = 0,25 h ou 900 s |
T = x T = 100T= 0,5 h
Vm 200
Passo 7 – No momento da amerissagem, o satélite envia um sinal elétrico, que é captado por sensores localizados em três pontos mostrados na tabela. Considerando este sinal viajando a velocidade da luz, determine o tempo gasto para ser captado nas localidades mostradas na tabela. (Dado: velocidade da luz: 300000 km/s).
|a)Alcântara – ponto de impacto |338 km |
|b)Parnaíba – ponto de impacto |100 km |
|c)São José dos Campos – ponto de impacto |3000 km |
Resposta:
|T= 1,12 . 10 ³ s |
a) T = x T = 338 T= 112,66 . 10
Vm 3.10
|T= 3,33. 10 s |
b) T = x T = 100 T= 33,33. 10
Vm 3.10
|T= 0,01 s |
c) T = x T = 3000 T= 10 ²
Vm 3.10
Passo 8 – Calcule 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. Considere seu movimento um MUV. Dado: velocidade do som = Mach 1 = 1225 km/h.
Resposta:
1 Mach = 1225 km/h 1225------- 1 x = 1225 . 9 x = 11025 km/h
X --------- 9
V = S T = 300 T = 0,027 h
T 11025
S = S0 + V0.T + 1/2A(T)2 300 = 0+ 0(0,027210884) + ½ a(0,027)2
300 = 0,729. 10-3a
2
a = 600 a= 823,04. 10³ km/h²
0,729. 10-3
A = V1 –V0 A = V1 V1 = A .T1
T1 – T0 T1 V1 =823,04. 10³ . 0,027
| V1 = 22222 km/h |
Passo 9 – Calcule 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 March 25, ou vinte e cinco vezes a velocidade do som. Compare essa aceleração com a aceleração da gravidade cujo valor é de 9,8 m/s2.
Resposta:
1 March = 1225 km/h V = 30625 km/h X = 288 km
25 March = V V0 = 22222 km/h
V2 = V02 + 2A(X – X0)
306252 = 222222 + 2A(288 – 0)
937890625 = 493817284 + 576A
576A = 937890625 – 493817284
A = 444073341
576
A = 770960,6615 km/h2 A = 2214155,7393 m/s2
|21852,62646 vezes maior que a da gravidade. |
Comparação = 2214155,7393 =
9,8
Passo 10 – Determine o tempo gasto nesse trajeto de reentrada adotando os dados do Passo 2.
Resposta:
|T = 0,01 h ou |
|T = 36 s |
A = ∆V (T – T0) = (V – V0) T = 30625 – 22222
∆T A 770960,6615.
ETAPA N°2
Passo – 1 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 8m. Considere que o helicóptero está com velocidade vertical e horizontal nula em relação ao nível da água.
Adotando g =9,8 m/s2, Determine o tempo de queda de cada soldado.
Resp.
y = VoT + ½ . gT²
4,9T² = 8
8 = 0.T + ½ . 9,8T² T² = 8
4,9
8 = 9,8T² T² = 1,63
2 T = 1,28 s.
8 = 4,9T²
Passo – 2 Determine a velocidade de cada soldado ao atingir a superfície da água utilizando para isso os dados do passo anterior.
Resp.
V = Vo + At
V = 0 + 9,8 . 1,28
V = 12,54 m/s
Passo – 3 Determine 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 a aceleração da gravidade.
Resp.
Vy² = Voy² - 2g y
0 = 11025² - 2 . 9,8 y
0 = 121.550625 – 19,6 ?y
19,6 y = 121.550625
y = 121550625
19,6
y = 6.201.562,5 m
Passo – 4 Calcule o tempo gasto para o SARA SUBORBITAL atingir a altura
máxima.
Resp.
Tmax = Vo
g
Tmax = 11025
9,8
Tmax = 1.125 s.
ETAPA N°3
Passo – 1 Para efetuar o resgate do Satélite, ao chegar ao local, o avião patrulha lança horizontalmente uma bóia sinalizadora. Considere que o avião está voando a uma velocidade constante de 400 km/h, a uma altitude de 1000 pés acima da superfície da água, calcule o tempo de queda da bóia considerando para a situação g = 9,8 m/s2 e o movimento executado livre da resistência do ar.
Resp.
Y = Yo + Voy – gT²
304,8 = 0 + 0 – 9,8 T²
2
304,8 = - 9,8T²
2
304,8 = -4,9T²
T² = 304,8
4,9
T²= 62,20
T = 7,88 s.
Passo – 2 Com os dados da situação do Passo 1, calcule o alcance horizontal da bóia.
Resp.
X = Xo + Vox . T
X = 0 + 111,1 . 7,88
X = 875.5 m.
Passo – 3 Calcule para a situação apresentada no Passo 1, as componentes de velocidade da bóia ao chegar ao solo.
Resp.
V = 111.1 m/s
1000 pés = 304,8 m
S = 9,8 m/s²
h = VoT - gT²
304,8 = 0 – 9,8T²
2
304,8 = - 4,9T²
T² = 304,8
4,9
T² = 62,20
T = 7,88 s.
Passo – 4 Determine a velocidade resultante da bóia ao chegar à superfície da água.
Resp.
(77,32)² + (111,1)² = V²
V² = 12345,432 + 5978,3824
V² = 18323,814
V² = 135.36 m/s
Passo – 5 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. Adote uma
inclinação na plataforma de lançamento de 30º em relação à horizontal e o alcance máximo de 338 km. Determine a velocidade inicial de lançamento.
Resp.
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.
Passo – 7 Determine as componentes da velocidade vetorial de impacto na água para a situação analisada no passo 5.
Resp.
V = (2395,25î + 1382,9j) m/s
Passo – 8 Faça 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.Adote os dados do Passo 5. Para uma melhor distribuição dos dados, escolha o ponto de lançamento o vértice o pouso e dois pontos intermediários a mesma altura no eixo y.
Passo 9 – Em um grupo de no máximo 6 pessoas, discuta sobre as implicações sociais para o Brasil, como um dos poucos países do mundo a dominar a tecnologia de lançamento de satélite.
O Brasil como um dos poucos países a dominar a tecnologia de lançamento de satélite possui duas bases de lançamento a CLA (Centro de Lançamento de Alcântara) e a CLBI (Centro de Lançamento da Barreira do Inferno).
Tendo o poder de ajudar países, que possuem ou não bases de lançamentos, a lançar foguetes de meteorologia, e outros, para a previsão do tempo. Saber o tempo, previamente, ajuda na aviação e na agricultura. Prevenindo acidentes aéreos e enchentes em plantações.
Influência na geração de empregos, de técnicos e engenheiros. Apesar do Brasil ser um dos únicos a dominar essa tecnologia, ela ainda é precária, por falta de investimentos do governo e pessoas especializadas. De acordo com o presidente de Alcântara ainda são necessários 600 profissionais para cobrir a demanda, as vezes é necessário conseguir equipamento do exterior para os lançamentos, e os poucos que trabalham estão perto de se aposentarem e consequentemente levar o conhecimento e experiência adquiridos durante o trabalho.
Conclusão
Concluímos que nesta ATPS foi possível aplicar conhecimentos matemáticos, científicos, tecnológicos e instrumentais à Engenharia, verificamos também a grandeza fundamental da velocidade vetorial, estudamos e aplicamos os conceitos de movimento circular uniforme, lançamento oblíquo, compreendemos os conceitos de MUV, analisamos o conceito do vetor e entendemos a velocidade vetorial.
Bibliografia
http://pt.wikipedia.org/
http://www.infoescola.com/fisica/
http://www.colegioweb.com.br/fisica/
http://www.efeitojoule.com/
PLT Física 1EditoraLTC, Halliday Resnick Walker
http://www.trabalhosfeitos.com/ensaios/Atps-Fisica-Passo-1-Ao-10/109530.html
Passo 1 - Realize a conversão da altura máxima 300 km (apogeu) baseado nas informações acima para a unidade pés (Consulte uma tabela para fazer essa conversão).
984.250pés
Passo 2 - Segundo informações do projeto amerissagem na água (pouso). Será a 100 km da cidade de Parnaíba. Faça a conversão da distancia para milhas náuticas.
54 milhas nauticas
Passo 4 - Segundo informações, a operação de resgate será coordenada a partir da cidade de Parnaíba, a 100 km do local da amerissagem. Suponha que um avião decole do aeroporto de Parnaíba e realize 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. Determine a velocidade média em todo o trecho. (O mapa abaixo é apenas para ilustração).
St = 100km
S1 = 50km
V1 = 300km/hr
S2 = 50km/h
V2 = 400km/h
Vmt = 342,85km/h
Passo 5 - Um avião de patrulha marítimo P-95 “Bandeirulha”, fabricado pela EMBRAER, pode desenvolver uma velocidade média de 400 km/h. Calcule o tempo gasto por ele para chegar ao pondo de amerissagem, supondo que ele decole de Parnaíba distante 100 km do ponto de impacto.
Vm = 400km/h
S = 100km
T = 15 minutos
Passo 6 - 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, calcule a diferença de tempo gasto pelo avião e pelo helicóptero.
Vm = 200m/h
S = 100km
Passo 7 - No momento da amerissagem, o satélite envia um sinal elétrico, que é captado por sensores localizados em três pontos mostrados na tabela. Considerando este sinal viajando a velocidade da luz, determine 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
S1 = 378km
S2 = 100km
S3 = 3000km
T =
Passo 8 - Calcule 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. Considere seu movimento um MUV. Dado: velocidade do som =Mach 1= 1225 km/h
Passo 9 - Calcule 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. Compare essa aceleração com a aceleração da gravidade cujo valor é de 9,8 m/s2.
Passo 10 - Determine o tempo gasto nesse trajeto de reentrada adotando os dados do
Passo 2.
http://www.trabalhosfeitos.com/ensaios/Atps-Fisica-1/71740.html
Fisica
ATPS
Física
ETAPA 1
Passo 01
Realize a conversão da altura máxima 300 km (apogeu) baseado nas informações acima para a unidade pés (consulte uma tabela para fazer essa conversão).
300 km = 300.000 / 0,3048 = 984.251,96 pés.
Passo 02
Segundo informações do projeto amerissagem na água (pouso). Será a 100 km da cidade de Parnaíba. Faça a conversão da distância para milhas náuticas.
100 km = 100.000 x 0,539957 = 53,9957 milhas.
Passo 03
Faça uma leitura do texto apresentado em:
http:// WWW.defesabr.com/tecno/tecno_SARA.htm
Passo 04
Segundo informações, a operação de resgate será coordenada a partir da cidade de Parnaíba, a 100 km do local da amerissagem. Suponha que um avião decole do aeroporto de Parnaíba e realize 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. Determine a velocidade média em todo o trecho.
Distância = 100 km
V1 = 50 km/300 km/h
V2 = 50 km/400 km/h
Vm 1 = Δs/Δt
300 = 50/Δt
∆t .300= 50
∆t = 50/300
∆t = 0,1667 h
Vm2 = Δs/Δt
400 = 50/Δt
∆t .400= 50
∆t = 50/400
∆t = 0,1250 h
Vm = Δs/( Δx)
Vm = (100 km/h)/( (0,1667 + 0,1250) )
Vm = 342,818 km/h
Passo 05
Um avião de patrulha marítima P-95 “Bandeirulha”, fabricado pela EMBRAER, pode desenvolver uma velocidade média de 400 km/h. Calcule o tempo gasto por ele para chegar ao pondo de amerissagem, supondo que ele decole de Parnaíba distante 100 km do ponto do impacto.
Δt = Δs/( Vm)
Δt = 100/( 400)
Δt = 0,25 h . 60 = 15 minutos.
Passo 06
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, calcule a diferença de tempo gasto pelo avião e pelo helicóptero.
Δt = Δs/( Vm)
Δt = (100 km)/( 200 km/h)
Δt = 0,50 h . 60 = 30 minutos
Diferença de tempo gasto e de 15 minutos a mais que o avião.
Passo 7 – No momento da amerissagem, o satélite envia um sinal elétrico, que é captado por sensores localizados em três pontos mostrados na tabela. Considerando este sinal viajando a velocidade da luz, determine o tempo gasto para ser captado nas localidades mostradas na tabela. (Dado: velocidade da luz: 300000 km/s).
a)Alcântara – ponto de impacto338 km
b)Parnaíba – ponto de impacto 100 km
c)São José dos Campos – ponto de impacto 3000 km
T= 1,12 . 10 ³ s
a) T = x T = 338 T= 112,66 . 10
Vm 3.10
T= 3,33. 10 s
b) T = x T = 100 T= 33,33. 10
Vm 3.10
T= 0,01 s
c) T = x T = 3000 T= 10 ²
Vm 3.10
Passo 8 – Calcule 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. Considere seu movimento um MUV. Dado: velocidade do som = Mach 1 = 1225 km/h.
1 Mach = 1225 km/h 1225------- 1 x = 1225 . 9 x = 11025 km/h
X --------- 9
V = S T = 300 T = 0,027 h
T 11025
S = S0 + V0.T + 1/2A(T)2 300 = 0+ 0(0,027210884) + ½ a(0,027)2
300 = 0,729. 10-3a
2
a = 600 a= 823,04. 10³ km/h²
0,729. 10-3
A = V1 –V0A = V1V1 = A .T1
T1 – T0 T1 V1 =823,04. 10³ . 0,027
V1 = 22222 km/h
Passo 9 – Calcule 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 March 25, ou vinte e cinco vezes a velocidade do som. Compare essa aceleração com a aceleração da gravidade cujo valor é de 9,8 m/s2.
1 March = 1225 km/h V = 30625 km/h X = 288 km
25 March = V V0 = 22222 km/h
V2 = V02 + 2A(X – X0)
306252 = 222222 + 2A(288 – 0)
937890625 = 493817284 + 576A
576A = 937890625 – 493817284
A = 444073341
576
A = 770960,6615 km/h2 A = 2214155,7393 m/s2
21852,62646 vezes maior que a da gravidade.
Comparação = 2214155,7393 =
9,8
Passo 10 – Determine o tempo gasto nesse trajeto de reentrada adotando os dados do Passo 2.
Resposta:
T = 0,01 h ou
T = 36 s
A = ∆V (T – T0) = (V – V0) T = 30625 – 22222
∆T A 770960,6615.
http://www.trabalhosfeitos.com/ensaios/Atps-F%C3%ADsica-Anhanguera/76671.html
Passo 1 (Equipe)
Realize a conversão da altura máxima 300 km (apogeu) baseado nas informações acima para a unidade pés (Consulte uma tabela para fazer essa conversão).
1m = 100cm
1000m = 1km
1km=100000cm
1pé = 30,48cm
Xpés = 100000cm
30,48x=100000
X= 100000 / 30,48
X = 3.280,83pés
3280,83pés = 1km
xpés = 300km
x=300 . 3280,83
x=984249pés
Resposta: 984249pés.
Passo 2 (Equipe)
Segundo informações do projeto amerissagem na água (pouso). Será a 100 km da cidade de Parnaíba. Faça a conversão da distancia para milhas náuticas.
1000m = 1km
100km=100000m
1milha náutica = 1852m
xmilhas náuticas = 100000m
1852x=100000
X= 100000 / 1852
X = 53,99milhas náuticas
Resposta: 53,99milhas náuticas.
Passo 3 (Equipe)
Faça uma leitura do texto apresentado em:
http://www.defesabr.com/Tecno/tecno_SARA.htm - acesso em 20 de dezembro de 2009.
Passo 4 (Equipe)
Segundo informações, a operação de resgate será coordenada a partir da cidade de Parnaíba, a 100 km do local da amerissagem. Suponha que um avião decole do aeroporto de Parnaíba e realize 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. Determine a velocidade média em todo o trecho. (O mapa abaixo é apenas para ilustração).
Distância total=100 km
Velocidade1 = 300 km/h
Espaço1=50km
Velocidade2=400 km/h
Espaço2=50km
Velocidade média1=Δs/Δt
300=50/Δt
∆t .300=50
∆t=50/300
∆t=0,1667h
Velocidade média2=Δs/Δt
400=50/Δt
∆t .400=50
∆t=50/400
∆t=0,1250h
Velocidade média= Δs/(Δt)
Vm=100km/(0,1667 + 0,1250) )
Vm=342,82km/h
Resposta: 342,82km/h.
Passo 5 (Equipe)
Um avião de patrulha marítimo P-95 “Bandeirulha”, fabricado pela EMBRAER, pode desenvolver uma velocidade média de 400 km/h. Calcule o tempo gasto por ele para chegar ao pondo de amerissagem, supondo que ele decole de Parnaíba distante 100 km do ponto de impacto.
Velocidade=Δs/Δt
400=100/Δt
Δt=100/400
Δt=0,25h logo 0,25h = ¼ de hora = 15 minutos
Resposta: 15 minutos.
Passo 6 (Equipe)
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, calcule a diferença de tempo gasto pelo avião e pelo helicóptero.
Velocidade=Δs/Δt
200=100/Δt
Δt=100/200
Δt=0,5h logo 0, 5h = ½ de hora = 30 minutos
Resposta: 15 minutos a mais de diferença.
Passo 7 (Equipe)
No momento da amerissagem, o satélite envia um sinal elétrico, que é captado por sensores localizados em três pontos mostrados na tabela. Considerando este sinal viajando a velocidade da luz, determine 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
Velocidade=Δs/Δt
300000=338/Δt
Δt=338/300000
Δt=0,001126h
Velocidade=Δs/Δt
300000=100/Δt
Δt=100/300000
Δt=0,00033h logo 0, 5h = ½ de hora = 30 minutos
Velocidade=Δs/Δt
300000=3000/Δt
Δt=3000/300000
Δt=0,01h
Resposta: Alcântara, 0,001126h. Parnaíba, 0,00033h. São José dos Campos, 0,01h.
Passo 8 (Equipe)
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. Considere seu movimento um MUV. Dado: velocidade do som =Mach 1= 1225 km/h.
9.1225=11025km/h
Velocidade=Δs/Δt
11025=300/Δt
Δt=300/11025
Δt=0,027h
V=V0+At
V=9,8.36,75
V=360,15km/h
Resposta: 360,15 km/h.
Passo 9 (Equipe)
Calcular 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. Compare essa aceleração com a aceleração da gravidade cujo valor é de 9,8 m/s2.
25.1225=30625km/h
Velocidade=Δs/Δt
30625=288/Δt
Δt=288/30625
Δt=0,009h
V=V0+At
30625=360,15+a.0,009
30625-360,15=a0,009
30264,85=a0,009
a=30264,85/0,009
a=3362761,11km/h²
a=934100,31m/s²
relação=934100,31m/s²/9,8m/s²
relação=95316,36 vezes
Resposta: Esta aceleração é 95316,36 vezes maior que a gravidade.
Passo 10 (Equipe)
Determine o tempo gasto nesse trajeto de reentrada adotando os dados do Passo 2.
V=V0+At
30625=360,15+3362761,11.t
30625-360,15=a0,009
30264,85=3362761,11t
t=30264,85/336271,11
t=0,009h
Resposta: 0,009 horas.
http://www.trabalhosfeitos.com/ensaios/Atividades-Praticas-Supervisionadas-1%C2%AA-Serie-F%C3%ADsica/96566.html
Atividades Praticas Supervisionadas
1ª Serie
Física 1
Etapa 1
Aula-tema: Medição e Movimento Uniforme e Movimento Uniformemente Variado.
Esta etapa é importante para que você aprenda a fazer conversões de unidades, pois a coerência entre os sistemas de unidades envolvidas é necessária para garantir o sucesso na solução da situação problema. No Passo 3, através da leitura do texto, você compreenderá a importância científica, tecnológica e social para o Brasil desse importante projeto.
Destacamos também que nessa etapa é importante que você estude e compreenda o conceito de velocidade média. Uma técnica eficiente para a solução de qualquer problema parte de um sólido entendimento do conceito e posteriormente a aplicação correta da expressão matemática adequada.
Para realizá-la, execute os passos a seguir:
Passo 1
Realize a conversão da altura máxima 300 km (apogeu) baseado nas informações acima para a unidade pés (Consulte uma tabela para fazer essa conversão).
Resposta: Haja vista que 1 metro equivale a 3.28084 pés podemos dizer que 300Km equivalem a 984252 pés.
Passo 2 (Equipe)
Segundo informações do projeto amerissagem na água (pouso). Será a 100 km da cidade de Parnaíba. Faça a conversão da distancia para milhas náuticas.
Resposta: Haja vista que 1 metro equivale a aproximadamente 0.00055 milhas náuticas podemos dizer que 300km equivalem a 164,114 milhas náuticas.
Passo 3 (Equipe)
Faça uma leitura do texto apresentado em:
http://www.defesabr.com/Tecno/tecno_SARA.htm, acesso em 20 de dezembro de 2009
Passo 4 (Equipe)
Segundo informações, a operação de resgate será coordenada a partir da cidade de Parnaíba, a 100 km do local da amerissagem. Suponha que um avião decole do aeroporto de Parnaíba e
realize 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. Determine a velocidade média em todo o trecho. (O mapa abaixo é apenas para ilustração).
1ª metade:
Δs = 50Km 300Km 60 minutos
Δt = x 50Km x minutos
Vm= 300Km/h 300x = 3000
x = 10 minutos
2ª metade:
Δs = 50Km 400Km 60 minutos
Δt = x 50Km x minutos
Vm= 400Km/h 400x = 3000
x = 7,5 minutos
Vm = Δs Vm = 100 = Vm = 342,8 km/h aproximadamente
Δt 0, 2917
Resposta: A velocidade média em todo o trecho é de aproximadamente 342,8 km/h.
Passo 5 (Equipe)
Um avião de patrulha marítimo P-95 “Bandeirulha”, fabricado pela EMBRAER, pode desenvolver uma velocidade média de 400 km/h. Calcule o tempo gasto por ele para chegar ao ponto de amerissagem, supondo que ele decole de Parnaíba distante 100 km do ponto de impacto.
Vm = Δs 400 = 100 = 400x = 100 Δt = 15 minutos
Δt x
Em tais condições o avião levaria cerca de 15 minutos para atingir o ponto de impacto
Passo 6 (Equipe)
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, calcule a diferença de tempo gasto pelo avião e pelo helicóptero.
Vm = Δs 200 = 100 = 200x = 100 Δt = 30 minutos
Δt x
Resposta: Haja vista que o avião à uma velocidade média de 400km/h levaria cerca de 15 minutos, já o helicóptero à uma velocidade média de 200km/h levaria cerca de 30 minutos ou seja, a diferença é de 15 minutos.
Passo 7 (Equipe)
No momento da amerissagem, o satélite envia um sinal elétrico, que é captado por sensores localizados em três pontos mostrados na tabela. Considerando este sinal viajando a velocidade da luz, determine 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
Vm = Δs 300000 = 338 = 300000x = 338 Δt = 0,0011267 segundos
Δt x
Parnaíba – ponto de impacto 100 km
Vm = Δs 300000 = 100 = 300000x = 100 Δt = 0,00033 segundos
Δt x
São José dos Campos – ponto de impacto 3000 km
Vm = Δs 300000 = 3000 = 300000x = 3000 Δt = 0,01 segundos
Δt x
Resposta: O tempo gasto para o sinal ser captado nessas cidades é de: Alcântara - 0,0011267 segundos; Parnaíba - 0,00033 segundos e São José dos Campos - 0,01 segundos.
Passo 8 (Equipe)
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. Considere seu movimento um MUV. Dado: velocidade do som =Mach 1= 1225 km/h.
1
Mach = 1225 km/h => 9 Mach => 9 x 1225 km/h => 11025 km/h
V = S T = 300 T = 0,027 h
T 11025
S = S0 + V0.T + 1/2A(T)2 300 = 0+ 0(0,027210884) + ½ a(0,027)2
300 = 0,729. 10-3ª
2
a = 600 a= 823,04. 10³ km/h²
0,729. 10-3
A = V1 –V0A = V1V1 = A .T1
T1 – T0 T1 V1 =823,04. 10³ . 0,027
V1 = 22222 km/h
Passo 9 (Equipe)
Calcular 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. Compare essa aceleração com a aceleração da gravidade cujo valor é de 9,8 m/s².
Resposta:
1 March = 1225 km/h V = 30625 km/h X = 288 km
25 March = V V0 = 22222 km/h
V2 = V02 + 2A(X – X0)
306252 = 222222 + 2A(288 – 0)
937890625 = 493817284 + 576A
576A = 937890625 – 493817284
A = 444073341
576
A = 770960,6615 km/h2 A = 2214155,7393 m/s2
21852,62646 vezes maior que a da gravidade.
Comparação = 2214155,7393 =
9,8
Passo 10 (Equipe)
Determine o tempo gasto nesse trajeto de reentrada adotando os dados do Passo 2.
Resposta:
T = 0,01 h ou
T = 36 s
A = ∆V (T – T0) = (V – V0) T = 30625 – 22222
∆T A 770960,6615.
