Mecânica I

Código:

EIG0051

Sigla:

MECI

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Física

Ocorrência: 2013/2014 - 1S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Secção de Mecânica Aplicada
Curso/CE Responsável:	Mestrado Integrado em Engenharia e Gestão Industrial

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
MIEIG	157	Plano de estudos oficial a partir de 2006/07	2	-	6	56	162

Língua de trabalho

Português

Objetivos

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.

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.

Resultados de aprendizagem e competências

Os alunos deverão aprender os principais conceitos da estática, resolvendo problemas de equilibrio de corpos e calculando as forças de ligação destes ao exterior. Deverão também aprender a determinar o centro de massa de corpos e caracterizar a sua distribuição de massa através da obtenção da matriz de inércia.

Modo de trabalho

Presencial

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

 Os alunos deverão ter conhecimentos de algebra vetorial e cálculo integral

Programa

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; Aplicação ao estudo do equilíbrio de sistemas estruturais.

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.

Bibliografia Obrigatória

Beer, Ferdinand P; Mecânica vectorial para engenheiros. ISBN: 972-8298-84-6
Meriam, James Lathrop; Mecânica. ISBN: 85-216-1402-0

Bibliografia Complementar

Hibbeler, R. C.; Engineering Mechanics. ISBN: 0-13-066197-X
Bedford, Anthony; Statics. ISBN: 0-201-40340-4

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

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.

Palavras Chave

Ciências Físicas > Física > Estática

Tipo de avaliação

Avaliação por exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Exame	95,00
Participação presencial	5,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Estudo autónomo	106,00
Frequência das aulas	56,00
Total:	162,00

Obtenção de frequência

Um estudante obtém frequência, se estiver regularmente inscrito e não exceder o número limite de faltas (25% do número de aulas práticas previstas).
De acordo com o artigo 4º das Normas Gerais de Avaliação da FEUP, estão dispensados de frequência:
a) Os alunos militares.
b) Os alunos trabalhadores-estudantes.
c) Os alunos que tenham obtido frequência no ano lectivo anterior.

Os alunos serão informados sobre a obtenção de frequência até 3 dias úteis antes do início efectivo do período de exames.

Fórmula de cálculo da classificação final

A aprovação implica que o aluno obtenha uma nota final superior ou igual a 10 valores (em 20). Os alunos que, de acordo com o regulamento da FEUP, tenham frequência das aulas práticas ou aqueles que se encontram nas situações de excepção (estudantes, trabalhadores,...) podem realizar o exame final e o exame de recurso, que será para melhoria de nota no caso de terem aprovação na 1ª prova.

Provas e trabalhos especiais

Não estão previstos

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Os estudantes com estatuto especial são avaliados de forma igual aos restantes alunos.
REGRAS ESPECIAIS PARA ESTUDANTES EM MOBILIDADE:
Domínio da Língua Portuguesa e/ou Inglesa;
Frequência de disciplinas de graduação introdutórias à temática científica versada na presente disciplina;
Avaliação através de exame e/ou trabalho(s) especialmente definidos em face do perfil do estudante.

Melhoria de classificação

A melhoria de classificação segue as regras estabelecidas no artigo 10º das Normas Gerais de Avaliação da FEUP.

Observações

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/semana