Fisica Mecânica - Exercicios Práticos - Fisica, Notas de estudo de Física. Universidade do Estado do Amazonas (UEA)
Brigadeiro
Brigadeiro6 de Março de 2013

Fisica Mecânica - Exercicios Práticos - Fisica, Notas de estudo de Física. Universidade do Estado do Amazonas (UEA)

PDF (277.4 KB)
9 páginas
1Números de download
1000+Número de visitas
Descrição
Apostilas e exercicios de Física sobre o estudo da Fisica Mecânica.
20pontos
Pontos de download necessários para baixar
este documento
baixar o documento
Pré-visualização3 páginas / 9
Esta é apenas uma pré-visualização
Consulte e baixe o documento completo
Esta é apenas uma pré-visualização
Consulte e baixe o documento completo
Pré-visualização finalizada
Consulte e baixe o documento completo
Esta é apenas uma pré-visualização
Consulte e baixe o documento completo
Esta é apenas uma pré-visualização
Consulte e baixe o documento completo
Pré-visualização finalizada
Consulte e baixe o documento completo

Exercicios Práticos

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:

300 km x 1000= 300.000 m

300, 000m x 100= 30.000.000 cm

1 pé -> 30,48 cm

X -> 30.000.000 cm

X = 984,25 pés

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 km= 0,54 milha náutica

100 km = x

X = 0,54 e 100

X = 54 milha náutica

1. Ler.

2. |_____________|______________|

0 50 km 100 km

--------------------> ------------------>

v1 v2

300 km/h 400 km/h

docsity.com

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.

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

T1= 1 h T2= 1 h 24

Vm = 342,85 Km/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.

Resposta:

T = x T = 100

Vm 400

T= 0,25 h ou 900 s

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.

Resposta:

docsity.com

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 = 100 T= 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.

(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

Resposta:

Alcântara 338km

V=300.000km/s

vem = d = 338=300.000=300.000 = 887,58s 1mim = 60s

∆t ∆t 338 X 887,58

Parnaíba 100km

V=300.km/s

Vem= d=100=300.000 =300.000 =3000s

∆t ∆t 100

3000s = 50mim

São Jose dos campos 3000km

V=300 000km/s

Vem=d = 3000 =300000= 300.00=100s

docsity.com

∆t ∆t 3000

100 s = 1,66mim

Vm=∆x

∆t

Passo 8

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

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

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

docsity.com

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 = 214155, 7393 = 9,8

Passo 10

Determine o tempo gasto nesse trajeto de reentrada adotando os dados do Passo 2.

Resposta:

A = ∆V (T – T0) = (V – V0) T = 30625 – 22222

∆T A 770960, 6615.

T = 0,01 h ou

T = 36 s

Segundo Desafio

Etapa nº 1

Passo 1 – Dois soldados da equipe de resgate, ao chegar no 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 a velocidade vertical e horizontal nula em relação ao nível da água. Adotando g=9,82/s2, determine o tempo de queda do soldado.

docsity.com

S=S+V0t+gt22

∆S=9,8t22

∆S=9,8t22

8=9,8t22

t2=1,27s

Passo 2 – Determine a velocidade de cada soldado ao atingir a superfície da água utilizando para isso os dados anteriores.

V=V0+gt

V=9,8.(1,27)

V=12,446 m/s

Passo 3 – Determine qual seria a altura máxima alcançada pela SARA SUBORBITAL considerando que o mesmo foi lançado com a velocidade inicial de Mach 9 livre da resistência do ar e submetido somente a aceleração da gravidade.

Mach 9 =3062,61m

S=S0+V0t+gt22

H=3062,61.(312,5)-(9,8).312,522

H=478550 m

Passo 4 – Calcule o tempo gasto para o SARA SUBORBITAL atingir a altura máxima.

V=V0+gt 0+3062,61-9,8t t=312,5s

Etapa nº 2

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 400km/h, a uma altitude de 1000 pés acima da superfície da água, calcule o tempo de queda da bóia considerando para a situação g=9,8m/s2 e o movimento executado livre da resistência do ar.

1000 pés=304,8 m

∆S=V0z-gt22

304,8=0-9,8t2

docsity.com

t=7,88m

Passo 2 – Com os dados da situação do Passo 1, calcule o alcance horizontal da bóia.

400km/h=111,11m

∆S=111,11.(7,88)-0

∆S=875,5454m

Passo 3 – Calcule para a situação apresentada no Passo 1, as componentes de velocidade da

bóia ao chegar ao solo.

V=V0+at

V=9,8.(7,88)

V=77,224ms

Passo 4 – Determine a velocidade resultante da bóia ao chegar à superfície da água.

R=111,112+77,2242

R=135,31ms

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 obliquo e a aceleração 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.

Vy=V0-gt

t=Vyg

33=VyVx

Vx=3Vy3

∆S=V0t+at22

338.000=Vx2Vy9,8

338.000=3Vy3.Vy29,8

Vy=977,85

Vx=1693,7

docsity.com

Passo 7 – Determine as componentes da velocidade vetorial de impacto na água para a situação analisada no Passo 5.

Vy2+Vx2=VR2

VR=1955,7m/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 a aceleração da gravidade 9,8m/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.

Horizontal Vx=1693,7

∆S=1693,7.(5)+0=8468,5

∆S=(1693,7).(10)+0=16937

Vertical Vy=977,85

∆S=977,85.5-9,8.(52)=4644,25

∆S=977,85.10-9,8.(102)=8798,5

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), que possibilita a execução dos nossos projetos e experiências, isso nos torna independente e permite-nos estar sempre a frente dos países que não possuem a estrutura necessária.

Sem duvidas nenhuma, o progresso e o processo de globalização estão ligados direta ou indiretamente ao avanço da tecnologia. Os satélites (meteorológico, espião, comunicação), podem detectar mudanças na vegetação da Terra, no estado do mar, na cor dos oceanos, e regiões geladas, permitem a transmissão de pacote de dados (telefonia, internet, etc.) e a espionagem se necessário. Todos esses recursos influenciam no cotidiano, prevendo e previnindo enventuais catastrofes climaticas, garantindo a interação e comunição em tempo real, trasendo conforto e qualidade de vida à população. Apesar de o 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

docsity.com

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 conseqüentemente levar o conhecimento e experiência adquiridos durante o trabalho.

docsity.com

comentários (0)
Até o momento nenhum comentário
Seja o primeiro a comentar!
Esta é apenas uma pré-visualização
Consulte e baixe o documento completo
Docsity is not optimized for the browser you're using. In order to have a better experience we suggest you to use Internet Explorer 9+, Chrome, Firefox or Safari! Download Google Chrome