Complementos de Física Clássica

Código:

F222

Sigla:

F222

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Física

Ocorrência: 2010/2011 - 2S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Departamento de Física e Astronomia
Curso/CE Responsável:	Licenciatura em Física

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
L:F	38	Plano de estudos a partir de 2008	2	-	7,5	-	202,5
M:FQCE	3	PEoficialMFisicaQuímicaContextoEscolar	1	-	7,5	-	202,5

Língua de trabalho

Português

Objetivos

Objectivos:
• Reflectir sobre o carácter Matemático das leis da Física. Estabelecer do hábito, nos alunos, de tradução e retroversão da linguagem usual para a linguagem matemática. Introduzir grandezas tensoriais e alguns exemplos de problemas de valores próprios em Física clássica. Transmitir conhecimentos fundamentais de álgebra e análise tensorial.
• Introduzir uma formulação rigorosa da Gravitação Newtoniana fazendo pleno uso do cálculo diferencial e integral
• Introduzir uma formulação da Mecânica Newtoniana e do Electromagnetismo fazendo pleno uso do cálculo diferencial e integral e aplicá-la à resolução de problemas mais avançados que os tratados nos cursos elementares (F101 e F102).
• Estudar alguns tópicos de Mecânica Newtoniana e de Electromagnetismo que fazem parte da formação clássica desejável e não foram abordados a nível elementar.
Competências Principais
• Aprendizagem de métodos matemáticos próprios para formulação e resolução de problemas de Física
• Capacidade de formulação e resolução de problemas de Física Clássica com pleno uso de cálculo integral e diferencial.

Programa

Programa Resumido
Conceitos Matemáticos da Física Clássica
1. Descrição do fenómeno Físico e Forma matemática que toma esta descrição. Natureza das Leis da Física e sua formulação Matemática.
2. Sistemas de coordenadas e os operadores diferenciais.
3. Álgebra e Análise Tensoriais em .

Campo de Gravitação Newtoniana, suas aplicações na Mecânica e analogias no Electromagnetismo
1. Natureza das Teorias dos Campos Clássicas. Equações de Campo e Identidades de Campo.
2. Da Lei da Atracção Universal à equação de Poisson. Semelhança com a Lei de Coulomb da Electrostática.
3. Invariância desta equação de campo com as transformações de Galileu.
4. Campo de gravitação criado por uma distribuição discreta e por uma distribuição contínua de massas. Potencial criado e expansão multipolar deste. Semelhança com o campo electrostático.
5. Energia potencial de um sistema de massas na presença de um campo gravitacional externo.

Complementos de Mecânica Clássica
1. Descrição da Mecânica em sistemas não inerciais. Forças de inércia. Aplicações ao casos da trajectória de projécteis e do pêndulo de Foucault. Explicação da Nortada, usando a força de Coriollis.
2. Movimento de partículas sujeitas a um Potencial central. Problema de Kepler. Difusão de partículas.
3. Dinâmica do sólido rígido. Teorema de Steiner, tensor de inércia. Energia cinética de rotação e Energia cinética de translação.
4. Movimento de um pião. Movimento de precessão e de notação.
5. Efeito de maré gravitacional em sistemas deformáveis.
6. Sistemas sujeitos a ligações. Graus de liberdade de um sistema mecânico. Coordenadas generalizadas.
7. Formalismo Lagrageano. Cálculo Variacional e Princípio de d’Alembert. Equações de Euler-Lagrange. Aplicações deste formalismo a casos simples da mecânica.

Complementos de Electromagnetismo
1. Formulação diferencial das equações de Maxwell.
2. Não invariância das equações de Maxwell com as transformações de Galileu. Alusão ao grupo de transformações de Lorentz.
3. Potencial escalar eléctrico e potencial vector. Linhas de campo eléctrico e magnético.
4. Equação de Laplace e Equação de Onda. Soluções ondulatórias para as equações de Maxwell no vazio. Ondas Electro-magnéticas.
5. Força, momento e energia no campo electromagnético. Conservação de energia e teorema de Poynting.

Sistemas Autogravitacionais e sua Mecânica
1. Acção de um campo gravitacional sobre um sistema de massas.
2. Dinâmica dos sistemas auto-gravitacionais. Teorema do Virial. Estabilidade dos sistemas auto-gravitacionais.

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Aulas teóricas de exposição do professor em interacção com os alunos.
Aulas teóricas de resolução pelos alunos de exercícios propostos pelo professor, se necessário, com a ajuda do professor.

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Descrição	Tipo	Tempo (Horas)	Peso (%)	Data Conclusão
Participação presencial (estimativa)	Participação presencial	67,50
	Total:	-	0,00

Obtenção de frequência

Sem obrigatoriedade de nota mínima para ir a exame.

Fórmula de cálculo da classificação final

Avaliação contínua ao longo das aulas (50%).
Exame Final (50%).