Ondas e Meios Contínuos

Código:

FIS2002

Sigla:

FIS2002

Nível:

200

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Física

Ocorrência: 2021/2022 - 1S

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:B	0	Plano de Estudos Oficial	3	-	6	56	162
L:CC	0	Plano estudos a partir do ano letivo 2021/22	2	-	6	56	162
			3
L:F	71	Plano de Estudos Oficial	2	-	6	56	162
L:G	0	Plano estudos a partir do ano letivo 2017/18	2	-	6	56	162
			3
L:M	11	Plano de Estudos Oficial	2	-	6	56	162
			3
L:Q	5	Plano estudos a partir do ano letivo 2016/17	3	-	6	56	162

Língua de trabalho

Português

Objetivos

• Familiarização com ideias e métodos de Mecânica Ondulatória, Elasticidade e Hidrodinâmica. • Compreender o acoplamento entre osciladores lineares e a noção de modos normais. • Entender o conceito de onda, a sua descrição e aplicação nas mais variadas vertentes da física. • Efectuar análise de Fourier, bem como entender a sua importância no estudo de ondas lineares. • Compreender o resultado da sobreposição de ondas e o fenómeno de interferência e difracção. • Compreender os conceitos de velocidade de fase e de grupo e o conceito de dispersão. • Entender e descrever o estado de deformação e as tensões aplicadas num corpo elástico isotrópico, bem como relacionar as duas. • Analisar problemas simples de dinâmica de fluídos e de equilíbrio de fluídos. • Efectuar a ligação a problemas de tecnologia.

Resultados de aprendizagem e competências

Aquisição de conhecimentos e competências relativos a conceitos de física das oscilações e física ondulatória, elasticidade e mecânica de fluidos. Os alunos deverão adquirir a capacidade para aplicar esses conceitos na compreensão e resolução de vários problemas de física.

Modo de trabalho

Presencial

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

Conhecimentos adquiridos nas UCs do 1 ano, em particular em Análise Matemática, Álgebra Linear e Geometria analítica e na UC de Mecânica.

Programa

1-Oscilações
Movimento harmónico simples. Representação no plano complexo. Sobreposição de osciladores. Oscilador amortecido. Energia mecânica. Oscilador forçado. Ressonância. Factor de qualidade. Osciladores acoplados. Modos de vibração normais. Método geral para estudar modos normais. Modos normais em sistemas contínuos. Análise de Fourier.

2-Ondas
Equação de onda a uma dimensão. Onda progressiva e velocidade de propagação. Onda em corda vibrante. Sobreposição de ondas. Ondas estacionárias. Energia de uma onda. Potência. Ondas sonoras. Ondas longitudinais e transversais em sólidos. Batimentos. Velocidade de grupo. Dispersão. Reflexão e transmissão de ondas. Ondas em duas e três dimensões. Interferência e difração. Experiência de Young. Generalização para N fendas.

3- Meios fluidos
Hidrostática. Hidrodinâmica do fluido perfeito. Viscosidade. Equação de Navier-Stokes para o fluido incompressível de viscosidade constante. Aplicações: escoamento entre placas paralelas, lei de Poiseuille e viscosímetro de Searle.

4- Elasticidade
Lei de Hooke, módulos de Young, Poisson, compressibilidade e rigidez. Torção e módulo de rigidez. Flexão e módulo de Young. Varejamento e modos normais. Tensor das tensões e tensor das deformações.

Bibliografia Obrigatória

French A. P.; Vibrations and waves
José Machado da Silva; Ondas e Meios Contínuos, U.Porto editorial, 2013
Richard Phillips Feynman; The Feynman lectures on physics. ISBN: 0-8053-9047-2 (Vol. II) (Cap. 38-41)

Bibliografia Complementar

Main Iain G.; Vibrations and waves in physics. ISBN: 0-521-21662-1
Pain H. J.; The physics of vibrations and waves. ISBN: 0-471-99407-3
H. Moysés Nussenzveig; Curso de Física Básica (vol. 2) (Cap. 1-6)
Donald F. Young; Introduction to fluid mechanics. ISBN: 9780470902158 (Cap. 1-3)

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Aulas teóricas (T) de caráter expositivo com recurso a demonstração experimental de conceitos. Resolução dos problemas propostos pelo professor e/ou pelos alunos nas aulas TP.

Palavras Chave

Ciências Físicas

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída sem exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Teste	100,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Frequência das aulas	48,00
Estudo autónomo	114,00
Total:	162,00

Obtenção de frequência

Não exceder o número de faltas em aulas TP correspondente a 25% das aulas previstas.

Fórmula de cálculo da classificação final

Max[T1 + T2, E]

(A cotação de cada teste é 10 valores.)

A classificação final é obtida por avaliação distribuída realizando dois testes (com igual peso). O primeiro teste (T1) realiza-se durante o período de aulas e o segundo teste (T2) coincide com a época normal. A classificação final pode também ser obtida por realização de um exame (E) na época de recurso. Na época de recurso os alunos podem fazer recuperação de um dos testes: ou T1 ou T2. Será sempre usada a melhor nota.

Melhoria de classificação

(De acordo com o artigo 12º do regulamento de avaliação do aproveitamento dos estudantes da FCUP.)

- Por frequência da UC no ano letivo seguinte realizando os dois testes (T1 e T2).

- Por frequência da UC no ano letivo seguinte realizando um dos testes (T1 ou T2). Neste caso será mantida a nota do outro teste obtida no ano letivo em que teve aprovação.

- Por exame final realizado na época de recurso do ano letivo seguinte ao que teve aprovação.

Observações

Júri da unidade curricular:

Eduardo Castro
Fátima Mota
João Lopes dos Santos