MAPA - FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL I - 52/2022

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QUESTÃO 1

Algumas estruturas das cidades são tão rotineiras que acabam por ser despercebidas, como por exemplo os aeroportos e rodoviárias. Alguns possuem uma arquitetura de destaque, mas todos, sem exceção, precisam atender à capacidade de passageiros, passagens e itens de segurança para embarque e desembarque, além de pista de pouso e decolagem em ótimas condições. Vamos conhecer um pouco mais sobre os aeroportos? Seguem algumas curiosidades!
O maior aeroporto em extensão é o Aeroporto Internacional King Fahd fica entre as cidades de Qatif e Dammam, na Arábia Saudita, e tem cerca de 780 mil metros quadrados de área. Inaugurado em 1999 e considerado o maior aeroporto do mundo em tamanho, o King Fahd conta com 66 companhias aéreas da própria Arábia Saudita e mais 44 companhias estrangeiras.
O Aeroporto Internacional Hartsfield-Jackson está localizado em Atlanta, EUA. Inaugurado em 1926, é o aeroporto mais movimentado para voos domésticos nos Estados Unidos e o mais movimentado do mundo, por se tratar de um aeroporto de transfer. Anualmente o local recebe 103 milhões de passageiros.
O aeroporto Changi, de Singapura, é considerado, ano após ano, o melhor aeroporto do mundo. Por seis vezes seguidas, ele figura como primeiro do ranking do World Airport Awards. O “simplório” conjunto abriga um borboletário, cinema gratuito 24 horas, piscina, jardins de flores, entre outras coisas. Ou seja, uma lista para ninguém botar defeito. Um dos destaques é o Forest Valley, uma das maiores coleções de plantas em ambiente fechado: a floresta reunirá 2,5 mil árvores e 100 mil arbustos, vindos de países como o Brasil, Austrália, Malásia, Tailândia e mais. Para completar o cenário de natureza, o Rain Vortex: a maior cachoeira interna do mundo.
 
Fontes:
https://www.vivadecora.com.br/pro/maior-aeroporto-do-mundo/
https://viagemeturismo.abril.com.br/materias/aeroporto-de-singapura-inaugura-complexo-de-luxo/
 
Você, futuro profissional formado, é consultor de qualidade e foi contratado por um aeroporto recém inaugurado para verificar alguns fatores específicos de estrutura, logística e segurança. Dentre eles, estão a seguir citados alguns que precisam de solução:
 
QUESTÃO 1: No momento em que o passageiro entrega suas bagagens, a companhia aérea é responsável pela logística até que seja retirado no seu destino, e todas as companhias aéreas utilizam a estrutura de esteiras e transporte do aeroporto. Sendo assim, para verificar a construção das esteiras de transporte de malas, foi considerada a seguinte situação: uma esteira horizontal de 15 metros que tem velocidade constante de 1 m/s, é colocado sob a esteira uma mala de 20 kg. O atrito entre a mala e a esteira é de 0,5 e por isso movem-se na mesma velocidade da esteira. Considere g=9,8 m/s2.
a) Construa o diagrama de corpo livre das forças exercidas sobre a mala e calcule a força de atrito.
b) Qual a energia cinética fornecida para a mala?
c) Energia fornecida pelo motor ao sistema para uma caixa (J), do início ao final da esteira.
d) O motor disponível tem 1500 W de potência, supondo que a esteira tem dimensão para 10 malas, o motor foi adequadamente escolhido? Se sim, qual o rendimento do motor neste caso?

​QUESTÃO 2: Além do aeroporto, você também foi contratado para verificar a segurança de alguns aviões. Para assegurar, por exemplo, que a construção das janelas foi adequada, o material instalado suporta a força de até 4.000 N. Assim, foi considerada a seguinte situação: na altitude de 2.000 pés, este avião comercial tem a sua pressão interna e externa igual a 80.000 N/m2. Esta pressão interna é mantida constante durante todo o voo, mas a externa muda para por exemplo 26.000 N/m2 na altitude de 10.000 pés. Considerando que a janela é quadrada, com 20x20 cm, qual a força exercida na janela na altitude de 10.000 pés? O material instalado foi adequado?

QUESTÃO 3: Depois de tanto tempo verificando a qualidade do novo aeroporto, seu trabalho foi muito bem sucedido e a empresa lhe concedeu como presente um salto de paraquedas. Mesmo com medo, antes de desafio, você analisa alguns fatores: seu peso é de 70 kg e do instrutor que saltará com você no voo duplo também é de 70 kg; o avião estará a uma altura de 2500 metros e na velocidade de 300 km/h; serão 8 segundos de queda livre antes da abertura do paraquedas. Considere g=9,8 m/s2.
a) Desprezando os ventos e o efeito da resistência do ar, qual a velocidade máxima atingida (km/h) logo antes de abrir o paraquedas e em qual altura do solo isso acontecerá (m) ?
b) Após o paraquedas aberto, pode-se considerar que a velocidade de queda é aproximadamente constante de 32 km/h. Assim, quanto tempo de voo será no total?

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