Código: | EC0009 | Sigla: | MECA1 |
Áreas Científicas | |
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Classificação | Área Científica |
OFICIAL | Estruturas |
Ativa? | Sim |
Unidade Responsável: | Secção de Estruturas |
Curso/CE Responsável: | Mestrado Integrado em Engenharia Civil |
Sigla | Nº de Estudantes | Plano de Estudos | Anos Curriculares | Créditos UCN | Créditos ECTS | Horas de Contacto | Horas Totais |
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MIEC | 224 | Plano de estudos oficial a partir de 2006/07 | 1 | - | 7 | 75 | 187 |
JUSTIFICAÇÃO
- A unidade curricular Mecânica I constitui o primeiro marco na formação específica do engenheiro civil, correspondente à introdução dos conceitos fundamentais que permitem a expressão do equilíbrio das estruturas de engenharia civil, que está na base do seu dimensionamento.
OBJETIVOS
- A unidade curricular tem por objetivos instruir e desenvolver a capacidade para resolver problemas da mecânica dos sistemas de pontos materiais e dos corpos rígidos em repouso (estática), através da introdução dos conceitos teóricos e das metodologias práticas para as aplicações correntes da Engenharia, com ênfase na Engenharia Civil.
No final desta unidade curricular, os estudantes deverão ser capazes de exprimir matematicamente o equilíbrio dos corpos rígidos e determinar as reações de apoio em sistemas isostáticos. Deverão igualmente ser capazes de representar a distribuição interna de forças em estruturas simples.
COMPETÊNCIAS E RESULTADOS DE APRENDIZAGEM
- Desenvolver competências técnicas relativas à aquisição de conhecimentos de matérias estruturais na formação do engenheiro civil, de acordo com os pontos 1.1, 1.2 e 1.3 dos descritores CDIO, e aptidões pessoais e profissionais que permitam, em acordo com os pontos 2.1 e 2.2 dos mesmos descritores, a compreensão, a estruturação do pensamento e a aplicação dos conhecimentos em novos problemas e na exploração de novos conceitos.
Capítulo 0 - MECÂNICA – UMA CIÊNCIA DA ENGENHARIA
Princípios fundamentais e conceitos básicos; Leis de Newton; Sistemas de unidades; Operações vetoriais e propriedades; Representação de sistemas de forças.
Capítulo 1 - VECTORES FORÇA E SISTEMAS DE FORÇAS EQUIVALENTES
Escalares e vetores; Operações vetoriais; Equilíbrio de uma partícula; Momento de uma força num ponto; Momento de um sistema de forças num ponto; Elementos definidores de um sistema de forças; Propriedade projetiva de um sistema de forças; Invariante escalar e invariante vetorial; Classificação dos sistemas de forças; Sistemas de forças equivalentes; Teorema de Varignon; Centro de forças paralelos; Transformações estáticas elementares; Redução de forças distribuídas a uma força equivalente.
Capítulo 2 - EQUILÍBRIO DO CORPO RÍGIDO
Equações universais da estática; Ligações ou apoios - Graus de liberdade; Classificação de sistemas materiais em função das ligações ao exterior – Sistemas isostáticos, sistemas hiperestáticos e sistemas hipoestáticos; Equilíbrio de corpos rígidos – equilíbrio estável e equilíbrio instável; Cálculo de reações; Equilíbrio de sistemas materiais a duas dimensões; Equilíbrio de sistemas materiais a três dimensões.
Capítulo 3 - ANÁLISE DE ESTRUTURAS PLANAS
Vigas simplesmente apoiadas e vigas Gerber, tipos de carregamentos e apoios; Arcos de três rótulas e associações isostáticas de sistemas compostos.
Capítulo 4 - SISTEMAS ARTICULADOS PLANOS - TRELIÇAS
Rigidez e isostaticidade interna; Isostaticidade global; Caracterização de esforços nas barras; Método dos nós; Método de Ritter ou método das secções.
Capítulo 5 - ESFORÇOS INTERNOS E DIAGRAMAS DE ESFORÇOS
Esforços internos em peças lineares; Esforço axial; Esforço transverso; Momento fletor; Diagramas de esforços internos; Relações entre carga, esforço transverso e momento fletor.
Capítulo 6 - CABOS E CORRENTES COMPLANARES
Cabos com cargas concentradas; Cabos com cargas distribuídas – Cabos parabólicos e catenárias.
Capítulo 7 - MÉTODO DOS TRABALHOS VIRTUAIS
Conceitos de trabalho virtual e deslocamento virtual; Princípio dos trabalhos virtuais; Equilíbrio de sistemas materiais quaisquer.
DISTRIBUIÇÃO- Cap. 0: 5%; Cap. 1: 15%; Cap. 2: 10%; Cap. 3: 15%; Cap. 4: 15%; Cap. 5: 15%; Cap. 6: 15%; Cap. 7: 10%
Conteúdo Científico – 90% Conteúdo Tecnológico – 10%
DEMONSTRAÇÃO DA COERÊNCIA DOS CONTEÚDOS PROGRAMÁTICOS COM OS OBJETIVOS DA UNIDADE CURRICULAR:
A unidade curricular Mecânica 1 constitui o primeiro marco na formação específica do engenheiro civil, correspondente à introdução dos conceitos fundamentais que permitem a expressão do equilíbrio das estruturas de engenharia civil, que está na base do seu dimensionamento.
Todos os temas da disciplina são abordados nas aulas teóricas e nas aulas práticas. A exposição e explicação dos vários conceitos, princípios e métodos é efectuada nas aulas teóricas complementada com a resolução de alguns problemas ilustrativos. Nas aulas práticas os alunos são incentivados a resolver individualmente ou em grupo os problemas mais significativos das fichas de exercícios.
DEMONSTRAÇÃO DA COERÊNCIA DAS METODOLOGIAS DE ENSINO COM OS OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM DA UNIDADE CURRICULAR:
A apresentação e explicação dos conceitos, princípios e métodos de cálculo estrutural em estruturas isostáticas e a abordagem de exemplos práticos ligados à Engenharia Civil, incentivando os estudantes à resolução individual ou em grupo, permitem introduzir e desenvolver as aptidões de cálculo que serão usadas posteriormente no dimensionamento estrutural.
Designação | Peso (%) |
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Exame | 75,00 |
Teste | 25,00 |
Total: | 100,00 |
Designação | Tempo (Horas) |
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Estudo autónomo | 30,00 |
Frequência das aulas | 60,00 |
Total: | 90,00 |
A obtenção de classificação final exige o cumprimento de assiduidade à unidade curricular, conforme estabelecido nas regras de avaliação do MIEC. Considera‐se que um estudante cumpre a assiduidade a uma unidade curricular se, tendo estado regularmente inscrito, não tenha excedido o número limite de faltas correspondente a 25% de cada um dos tipos de aulas previstos.
A classificação final é definida com base numa avaliação distribuída, que consiste em duas provas a realizar durante o período de aulas, e num exame final. A avaliação distribuída tem carácter opcional. Todas as componentes de avaliação são expressas na escala de 0 a 20 valores.
A classificação final, CF, resulta da seguinte fórmula de cálculo:
CF = max {CT ; EF}
Onde,
CT = PA / 2 x CAD1 + PA / 2 x CAD2 + PF x EF
CAD1 – classificação da prova de avaliação 1 a realizar durante uma aula (teórica);
CAD2 – classificação da prova de avaliação 2 a realizar durante uma aula (teórica);
EF – classificação do exame final a realizar nas Épocas Normal e/ou de Recurso.
Às classificações CAD1, CAD2 e EF estão associados os seguintes pesos:
PA = (25%)
PF = (75%)
NOTA 1: As provas de avaliação, associadas às classificações CAD1 e CAD2, são opcionais. Caso o estudante não realize alguma dessas provas, os respetivos pesos serão adicionados a PF.
NOTA 2: Todos os estudantes inscritos na unidade curricular são classificados de acordo com este método.
NOTA 3: A classificação da componente distribuída de avaliação obtida no ano lectivo anterior não transita para o presente ano letivo.
A título opcional, os alunos poderão realizar duas provas (CAD1 e CAD2) que constituirão a componente da avaliação distribuída da disciplina. Esta componente será considerada no "Cálculo da Classificação Final" apenas se for obtida no ano lectivo a que se refere.
Ver a NOTA 2 do item "Cálculo da Classificação Final".
Não está prevista qualquer prova de melhoria da classificação da componente da avaliação distribuída.
CONHECIMENTOS PRÉVIOS:
- A realização da presente unidade curricular pressupõe que o estudante possui os conhecimentos básicos de Física, ministrados ao nível do 3º Ciclo.
Tempo de trabalho estimado fora das aulas: 4 horas.