Mecânica 1

Código:

EC0009

Sigla:

MECA1

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Estruturas

Ocorrência: 2015/2016 - 2S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Secção de Estruturas
Curso/CE Responsável:	Mestrado Integrado em Engenharia Civil

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
MIEC	224	Plano de estudos oficial a partir de 2006/07	1	-	7	75	187

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.

Resultados de aprendizagem e competências

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.

Modo de trabalho

Presencial

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; 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.

Bibliografia Obrigatória

Beer, Ferdinand P; Mecânica vectorial para engenheiros. ISBN: 972-8298-84-6
Meriam, James Lathrop; Mecânica. ISBN: 85-216-1402-0
Elsa Caetano; Mecânica 1, conjunto de transparentes de apoio às aulas teóricas, 2001-09

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.

Software

Ftool

Palavras Chave

Ciências Físicas > Física > Estática
Ciências Tecnológicas

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Exame	75,00
Teste	25,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Estudo autónomo	30,00
Frequência das aulas	60,00
Total:	90,00

Obtenção de frequência

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.

Fórmula de cálculo da classificação final

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.

Provas e trabalhos especiais

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.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Ver a NOTA 2 do item "Cálculo da Classificação Final".

Melhoria de classificação

Não está prevista qualquer prova de melhoria da classificação da componente da avaliação distribuída.

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.