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ETAPA 1 1° passo Realize a conversão da altura máxima 300 km (apogeu) baseado nas informações acima para a unidade pés (Consulte uma tabela para fazer essa conversão). 1 km 3.280,84 pés 300 km h pés h = 3.280,84 x 300 = 984.252 pés Resposta: Altura máxima (apogeu) h = 984.252 pés. 2° Passo Segundo informações do projeto amerissagem na água (pouso). Será a 100 km da cidade de Parnaíba. Faça a conversão da distância para milhas náuticas. 1 km 0,54 milhas náuticas 100 km d milhas náuticas d = 100 x 0,54 d = 54 milhas náuticas Fig. 5: Pouso na água Resposta: Distância de Parnaíba ao ponto de amerissagem d = 54 milhas náuticas. 3°Passo Faça uma leitura do texto apresentado em: http://www.defesabr.com/tecno/tecno_sara.htm - acesso em 28 de março 2012. 4°Passo 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). t1 = ? Vm = 300 km/h S1 = 50 km/h Vm = 300 km/h = Vm = (S1 – S0) =_50_ = 1 h (t1 – t0) 300 6 t2 = ? Vm = 400 km/h = Vm = (s2 – s1) = 50 = 1 h Vm = 400 km/h (t2 – t1) 400 8 S2 = 50 km/h t = 1 + 1 Vmp = 100 6 8 7 24 Vmp = 100 x 24 = 2400 = 342,85 t = 8 + 6 7 7 48 t = 14 = 7 h 48 24 Fig. 6: Mapa Resposta: A velocidade média do percurso é de 342,85 km/h. ETAPA 3 Aula-tema: Movimento Retilíneo 1°Passo Considerar 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 8m. Considerar que o helicóptero está com velocidade vertical e horizontal nula em relação ao nível da água. Adotando g =9,8 m/s2. 2°Passo Tomar como base, as informações apresentadas acima e determinar: O tempo de queda de cada soldado. ∆H=VOt + ½ .g.t2 8 = 0 + ½.9,8 . t² 8 = 4,9t² t² = 8/4,9 t² = 1,633 t = √1,633 t = 1,28s Resposta: O tempo de queda dos soldados será de 1,28s. A velocidade de cada soldado ao atingir a superfície da água, utilizando para isso os dados do passo anterior. V = Vo + g . t V = 0 + 9,8 . 1,28 V = 12,54m/s Resposta: A velocidade de que cada soldado será de 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 à aceleração da gravidade Convertendo: Mach 1--------------1225km/h Mach 9 ------------- X X= 11,025km/h ÷ 3.6 → 3.062,5m/s Vy² = Voy² + 2g.∆h 0 = (3.062,5)² + 2 .(- 9,8) .(∆h) 0 = 9.378.906,25 – 19,6 ∆h 19,6∆h = 9.378.906,25 ∆h = 478.515,625 m Resposta: A altura máxima alcançada pelo SARA será de 478.515,625 m. 3°Passo Calcular o tempo gasto para o SARA SUBORBITAL atingir a altura máxima. ∆H=VOt + ½ .g.t2 478.515,625 = 0 + ½ (-9,8).t2 t2 = 97.656,25 t = √97.656,25 t = 312,5s Resposta: O tempo gasto será de 312,5s. 4°Passo (Equipe) Elaborar um relatório com as informações trabalhadas nessa etapa e entregá-lo ao professor conforme seu planejamento Foi relatado que dois soldados saltaram para fazer um resgate, tendo altura, gravidade, velocidade e tempo dando introdução para os passos do trabalho. Foram utilizados a seguintes fórmulas: Função Horária do Espaço (Vertical) ∆H=VOt + ½ .g.t2 Equação da Velociade Vertical V = Vo + g . t Altura Máxima Vy² = Voy² + 2g.∆h ETAPA 5 Aula-tema: Movimento em Duas e Três Dimensões. 1°Passo 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. Convertendo: 338km → 338000m A = (V02.Senα2)/g 338000 = (V02 . Sem 30. 2)/ 9,8 338000. 9,8 = V02 . 0,5 . 2 3.312.400 = V02 . 1 V = √3.312.400 V = 1.820 m/s Resposta: A velocidade inicial será de 1.820m/s. 2°Passo Fazer as atividades solicitadas a seguir. 1. Determinar as componentes da velocidade vetorial de impacto na água para a situação analisada no passo anterior. Ângulo de inclinação da plataforma é 30° VO= 1955.71 m/s Velocidade horizontal vox = vo.cos° Vox =1955.71 x cos 30° Vox =1955.71 x 0,866 Vox = 1693.700 m/s Velocidade Horizontal é 1693.700 m/s Velocidade Vertical voy = vo . sen° Voy = 1955 . 71 x sem 30° Voy = 1955 . 71 x 0,5 Voy = 977,858 m/s Velocidade Vertical é 977,858 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. Gráfico Velocidade (m/s) 2573,87 Lançamento Satélite atinge altura máxima; sua velocidade Velocidade é igual a zero e inverte – se o sentido de Progressiva movimento Aceleração Retardada 0 Aceleração 338000 Posição (m) Acelerada Velocidade Retrograda - 2573,87 Pouso 3° Passo Reunir se em um grupo de no máximo 6 pessoas, discuta as implicações sócias pra o Brasil, como um dos poucos países do mundo dominar a tecnologia de lançamento de satélite. 5 - Conclusão Uma Potência em Ascensão Os satélites são de extrema importância para o desenvolvimento social e econômico do brasil e do mundo,um exemplo disso é o mapeamento e monitoramento ambiental através de cameras ligadas diretamente a satélites. Essa tecnologia espacial permite à previsão de safras a quantidade de alimentos que será produzida a cada ano e principalmente nesse cenário de mudanças globais e climáticas. A comunicação Via Satélite tem sido revolucionaria e fundamental para o desenvolvimento tecnológico, econômico e social do Brasil. Sabemos que o Brasil ainda está longe de ser considerado uma potência espacial mas será uma questão de tempo, pois o Brasil já possui Satélite de observação da terra e Satélite de coleta de dados. O Brasil tem feito parceria, com alguns países, para alavancar esse processo de melhoria tecnológica, e países como China, Ucrânia e Índia têm sido importantes nesse processo. No nível universitário o Brasil possui dois programas na área espacial, o micro gravidade e o Uni espaço, e é importantíssimo ressaltar que o ITA iniciou o curso de Engenharia Espacial. É muito importante ressaltar também, que esse desenvolvimento de tecnologia espacial (lançamento de Satélites e até outros foguetes) nada tem a ver com o interesse do Brasil nafabricação de armas nucleares. Trata-se de desenvolvimento tecnológico, crescimento econômico e social, na qual a população de forma geral e total pode ser beneficiada em vários aspectos e fazendo com que a sociedade possa constatar que nós Brasileiros temos reais condições de alcançar resultados como o de países de 1º Mundo, e certamente adquirir conceitos de sustentabilidade nessa área tecnológica.
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