Mecânica II
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Área Científica |
OFICIAL |
Física |
Ocorrência: 2012/2013 - 1S ![Requerida a integração com o Moodle Ícone do Moodle](/feup/pt/imagens/MoodleIcon)
Ciclos de Estudo/Cursos
Língua de trabalho
Português
Objetivos
1. Conhecer os conceitos de CINEMÁTICA necessários à caracterização do movimento dos CORPOS RÍGIDOS, nomeadamente a determinação de velocidades e acelerações.
2. Saber determinar os campos de velocidades e acelerações contemporâneas, em movimentos absolutos ou relativos dos diversos componentes de um mecanismo, em movimento arbitrário 3 D.
3. Conhecer as "solicitações" que actuam sobre um sólido devidas ao seu movimento (massa e inércia).
4. Saber determinar o equilíbrio dinâmico de sistemas mecânicos atrvés dos teoremas vectoriais, dos teoremas energéticos e do teorema do impulso e quantidade de movimento.
No final do semestre espera-se que o aluno saiba analisar os comportamentos cinemático e dinâmico de mecanismos bidimensionais e tridimensionais.
Programa
CINEMÁTICA DO PONTO
Trajectória. Vectores de posição, velocidade e aceleração. Suas componentes em coordenadas intrínsecas e em diversos referenciais cartesianos, fixos ou móveis. Tratamento vectorial do movimento de rotação. Vector "velocidade angular" ou "vector rotação". Vector "aceleração angular". Derivação em ordem ao tempo de vectores projectados em referenciais móveis: Teorema das derivadas relativas.
CINEMÁTICA DO SÓLIDO
Campos de velocidade contemporâneas. Relação entre as velocidades, no mesmo instante, de dois pontos de um sólido: 1ª equação de Mozzi. Movimentos elementares dos sólidos: translação e rotação. Alguns movimentos particulares: movimento plano, polar e helicoidal. Movimento "mais geral": movimento "tangente" a movimento helicoidal. Campos de acelerações contemporâneas. Relação entre as acelerações no mesmo instante de dois pontos de um sólido: 2ª equação de Mozzi. Teoria do movimento relativo. Velocidade absoluta, relativa e de transporte. Aceleração absoluta, relativa, de transporte e complementar (Coriolis). Movimento de sólidos em contacto permanente. Velocidade de escorregamento. Campos de velocidades de sólidos em contacto permanente. Casos particulares: rolamento puro, giração pura, escorregamento puro. Suas combinações. Movimento de permutação do ponto de contacto de sólidos em movimento plano e em contacto permanente. Rolante e base. Eixo instantâneo de rotação no movimento arbitrário de um sólido. Movimento de permutação deste eixo. Superfícies axóides.
CINEMÁTICA DAS MASSAS
Torsor das quantidades de movimento, Torsor das quantidades de aceleração e Energia cinética de um sistema material.
DINÂMICA - FORÇA, MASSA E ACELERAÇÃO
Dinâmica do ponto material: Princípios fundamentais da dinâmica, Equações de movimento, Força de inércia, Variação do momento cinético de um ponto material; Equação fundamental da dinâmica em referenciais ligados à terra.
Dinâmica do sólido: Método de Análise, Movimento do centro de massa, Movimento em torno do centro de massa, Equilíbrio dinâmico, Movimentos particulares e aplicações.
DINÂMICA - TRABALHO E ENERGIA
Trabalho e energia: Trabalho de uma força e de um binário, Trabalho de forças conservativas e de forças não conservativas. Trabalho e energia cinética, Trabalho e energia mecânica total, Princípio da conservação da energia mecânica total.
Teorema dos trabalhos virtuais: Deslocamento virtual e trabalho virtual, Teorema dos trabalhos virtuais.
DINÂMICA - IMPULSO E QUANTIDADE DE MOVIMENTO
Impulso e quantidade de movimento: Impulso linear e impulso angular, Conservação da quantidade de movimento. Aplicação ao problema de choque entre sólidos rigídos.
Bibliografia Obrigatória
J. O. Seabra, C. M. Oliveira, J. D. Rodrigues, P. P. Camanho e P. L. Ribeiro; DINÂMICA DO PONTO MATERIAL E DO CORPO RÍGIDO, FEUP-DEMEGI-SMAp, 2004 (disponível nos conteúdos da disciplina)
Marcelo Ferreira de Moura e Carlos Magalhães Oliveira; CINEMÁTICA, FEUP-DEMEGI-SMAp, 2003 (disponível nos conteúdos da disciplina)
Bibliografia Complementar
Meriam, J. L.;
Engineering Mechanics. ISBN: 0-471-59273-0
Paul, Burton;
Kinematics and dynamics of planar machinery. ISBN: 0-13-516062-6
Hibbeler, R. C.;
Engineering mechanics. ISBN: 0-13-080288-3
Beer, Ferdinand P;
Vector mechanics for engineers. ISBN: 0-07-100455-6
Métodos de ensino e atividades de aprendizagem
Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica (MIEM - 1º Semestre):
Carga Horária Semanal : 2 horas teóricas e 3 horas práticas.
Horas teóricas previstas - 24 horas.
Horas práticas previstas - 34 horas.
Mestrado Integrado em Engenharia Industrial e Gestão (MIEIG - 2º Semestre) :
Carga Horária Semanal: 2 horas teóricas e 4 horas práticas.
Horas teóricas previstas - 25 horas.
Horas práticas previstas - 48 horas.
Atendimento aos alunos para além das aulas teóricas e práticas (horário a indicar por cada docente)
Palavras Chave
Ciências Físicas > Física > Mecânica clássica > Cinética
Ciências Físicas > Física > Mecânica clássica > Cinética
Tipo de avaliação
Avaliação distribuída com exame final
Componentes de Avaliação
Descrição |
Tipo |
Tempo (Horas) |
Peso (%) |
Data Conclusão |
Participação presencial (estimativa) |
Participação presencial |
62,00 |
|
|
Exame |
Exame |
2,50 |
|
2011-11-07 |
Exame |
Exame |
2,50 |
|
2012-01-09 |
Trabalho de casa |
Trabalho escrito |
10,00 |
|
2011-12-16 |
Exame |
Exame |
2,50 |
|
2012-02-06 |
|
Total: |
- |
0,00 |
|
Componentes de Ocupação
Descrição |
Tipo |
Tempo (Horas) |
Data Conclusão |
Estudo individual |
Estudo autónomo |
110 |
2012-01-30 |
|
Total: |
110,00 |
|
Obtenção de frequência
De acordo com as NORMAS GERAIS DE AVALIAÇÂO em vigor na FEUP.
Fórmula de cálculo da classificação final
1. A disciplina vai ter avaliação com dois teste a realizar no dia 5 de Novembro e na data da 1ª chamada em Janeiro de 2012, respectivamente.
2. O 1º teste (5 de Novembro) avaliará exclusivamente conceitos de cinemática.
3. O 2º teste (Janeiro de 2013) avaliará conceitos de dinâmica leccionados na 2ª metade do semestre.
4. Os dois testes terão igual peso (50%) na nota final.
5. Em cada uma destas avaliações a nota mínima será de 8 valores, ou seja 7.50.
6. Os alunos que:
• nas duas avaliações referidas, não obtiverem a média de 10 valores,
• tendo obtido média de 10 valores mas não cumpram os requisitos do ponto 5,
• tenham faltado a pelo menos uma das avaliações,
poderão realizar o exame de recurso que avaliará a matéria toda da disciplina (cinemática e dinâmica).
7. A classificação final poderá ser majorada até mais 1.0 valores, tendo em conta a participação dos alunos nas aulas práticas e a realização dos TPC propostos ao longo do semestre.
8. Todos os alunos podem aceder ao recurso, inclusivé aqueles que já tendo obtido aprovação à disciplina queiram fazer melhoria de nota.
Provas e trabalhos especiais
Não Aplicável
Avaliação especial (TE, DA, ...)
De acordo com as NORMAS GERAIS DE AVALIAÇÂO em vigor na FEUP.
Melhoria de classificação
De acordo com as NORMAS GERAIS DE AVALIAÇÂO em vigor na FEUP.