Mecânica
Áreas Científicas |
Classificação |
Área Científica |
OFICIAL |
Física |
Ocorrência: 2015/2016 - 1S ![Requerida a integração com o Moodle Ícone do Moodle](/fcup/pt/imagens/MoodleIcon)
Ciclos de Estudo/Cursos
Língua de trabalho
Português - Suitable for English-speaking students
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
Tipler Paul A.;
Physics for scientists and engineers. ISBN: 9780716743897 (livro de texto do curso)
Bibliografia Complementar
Feynman Richard Phillips 1918-1988;
The Feynman lectures on physics (Obra de excelência, impar)
Ford Kenneth W.;
Classical and modern physics. ISBN: 0-536-00872-8 (Texto muito lúcido)
António Jorge Silvestre e Paulo Ivo Cortez Teixeira; Mecânica: uma introdução, Colibri/Instituto Politécnico de Lisboa, 2013. ISBN: 978-989-689-295-1 (Em português)
Métodos de ensino e atividades de aprendizagem
Aulas teóricas, aulas teórico-práticas e de prática-computacional.
Tipo de avaliação
Avaliação distribuída com exame final
Componentes de Avaliação
Designação |
Peso (%) |
Exame |
50,00 |
Participação presencial |
20,00 |
Teste |
30,00 |
Total: |
100,00 |
Componentes de Ocupação
Designação |
Tempo (Horas) |
Estudo autónomo |
|
Frequência das aulas |
|
Total: |
0,00 |
Obtenção de frequência
Presença obrigatória a 75% das aulas teórico-práticas e de prática-computacional para todos os estudantes. Os estudantes com frequência de anos anteriores que não possam frequentar as aula TP, não serão excluidos de frequência mas não poderão participar na avaliação contínua.
Fórmula de cálculo da classificação final
Avaliação tem componente Teórica-Prática : 20 valores
Componente TP : 2 alternativas
A- Com avaliação contínua
Componente TP
A1. [4 valores] resolução semanal de problema em TP, em grupo, com entrega de solução individual na aula. metade dos problemas entregues, escolhida aleatóriamente são corrigidos na mesma semana. No total cada estudante é cotado pela médias dos testes corrigidos que não serão menos de 4.
A2. [6 valores] Dois testes de escolha múltipla.
A3. [10 valores ] Teste Final (época normal) . Os estudantes tem de ter um mínimo de 4 valores na soma das componentes A1 e A2 para ter acesso a esta prova.
B- sem avaliação contínua
[20 valores] Exame de recurso.
Melhoria de classificação
Apenas para a componente TP em
Exame [20 val]