Mecânica

Código:

F1006

Sigla:

F1006

Nível:

100

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Física

Ocorrência: 2014/2015 - 1S

Ativa?	Sim
Página Web:	https://moodle.up.pt/course/view.php?id=784
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:CC	1	Plano de estudos a partir de 2014	2	-	6	63	162
MI:ERS	8	Plano Oficial desde ano letivo 2014	2	-	6	63	162

Língua de trabalho

Português

Objetivos

Esta unidade curricular  visa apresentar os conceitos e princípios básicos da mecânica clássica, dos fenómenos ondulatórios, e da relatividade restrita, com ênfase na compreensão de conceitos e na aplicação ao mundo real. Os alunos deverão ter a capacidade de manipular conceitos fundamentais e saber aplicá-los à resolução de problemas. Os estudantes serão motivados a considerar a aplicação dos princípios discutidos na cadeira a outras áreas do conhecimento científico e tecnológico.

Resultados de aprendizagem e competências

Estudantes deverão demonstrar boa compreensão de conceitos fundamntais da mecânica (descrição do movimento, massa, força, momento linear e angular, energia) e de relatividade restrita (relatividade do espaço e tempo, diagramas de espaço-tempo e momento e energia relativistas) através   da correcta  resolução de problemas de aplicação direta destes conceitos, e da modelização e análise, em  termos de conceitos de mecânica,  de situações do mundo real

 

Modo de trabalho

Presencial

Pré-requisitos (conhecimentos prévios) e co-requisitos (conhecimentos simultâneos)

Trigonometria básica. Manipulação algébrica elementar.

 

Programa

1. A Mecânica Newtoniana no Contexto da Física Contemporânea.

2. Grandezas, medições, unidades e dimensões. Análise dimensional

3. Descrição do movimento. Conceitos vetoriais de deslocamento, velocidade e aceleração. Decomposição da aceleração em normal e tangencial.

4. Leis de Newton

4.1 Primeira lei e conceito de referencial inercial.

4.2 Segunda lei; problema fundamental da Mecânica. Leis de Força. Equações de movimento. Referência a métodos numéricos de integração.

4.3 Terceira Lei: força como interação. 

4.4 Exemplos de movimentos: aceleração constante, movimentos com amortecimento, Oscilador harmónico simples, movimentos curvilíneos.

5. Leis de conservação, Energia e momento.

5.1 Energia e trabalho. Energia Potencial. Movimentos com forças de ligação.

5.2 Momento Linear: colisões elásticas, inelásticas e coeficiente de restituição.

6. Sistemas de partículas: conceito de centro de massa (CM). Momento total de um sistema. Colisões no referencial do CM. Energia no referencial do CM. Sistemas de massa variável.

7. Momento angular e momento de uma força. Forças centrais. Momento angular e rotação de um sistema de partículas. Movimentos de um sólido rígido, conceito de momento de inércia.

8. Lei da Gravitação Universal, leis de Newton e leis de Kepler. Órbitas.

9. Relatividade Restrita

9.1 Relatividade de Galileu

9.2 Invariância de velocidade da luz. Espaço e tempo em Relatividade. 

9.3 Velocidade, momento linear, energia e massa.  Adição das velocidades.

Bibliografia Obrigatória

António Jorge Silvestre e Paulo Ivo Cortez Teixeira; Mecânica: uma introdução, Edições Colibri/Instituto Politécnico de Lisboa, 2013. ISBN: 978-989-689-295-1
Serway Raymond A.; Physics for scientists and engineers with modern physics. ISBN: 0-03-022657-0 (Pode ser substituído por obras semelhantes: Tipler, Halliday & Resnick, etc.)

Bibliografia Complementar

Ford Kenneth W.; Classical and modern physics. ISBN: 0-536-00723-3 Vol. 1 (texto muito lúcido)
Feynman Richard P.; The Feynman lectures on physics (Obra impar para um futuro físico; texto exigente.)

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Aulas teóricas, aulas teórico-práticas

Software

Python com matplotlib, ipython, numpy e scipy

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Exame	85,00
Teste	15,00
Total:	100,00

Obtenção de frequência

Presença obrigatória a 75% das aulas teórico-práticas 

Fórmula de cálculo da classificação final

 

MT: nota de minitestes em %

EX: nota de exame em %

NF: nota final

NF =20 * Max [EX, (5*Ex+1*MT)/6]

 

 

Provas e trabalhos especiais

Os mini-testes serão três  e serão realizados em aula TP, terão duração de 30 minutos em datas a anunciar.

Melhoria de classificação

Regras gerais da FCUP para a componente de exame.

Observações

 

Os estudantes que pretenderem dispensa da presença nas TP deverão estar inscritos na turma de dispensa. Mesmo assim poderão realizar os mini-testes numa sessão específica para eles.