Física I

Código:

EA0019

Sigla:

FI

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Ciências Físicas (Física)

Ocorrência: 2016/2017 - 2S

Ativa?	Sim
Página Web:	http://moodle.up.pt/course/view.php?id=721
Unidade Responsável:	Departamento de Engenharia Física
Curso/CE Responsável:	Mestrado Integrado em Engenharia do Ambiente

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
MIEA	47	Plano de estudos oficial a partir de 2006/07	1	-	6	56	162

Língua de trabalho

Português

Objetivos

JUSTIFICAÇÃO: Os engenheiros usam os conhecimentos científicos para construir máquinas, estruturas e sistemas que nos são úteis. Para isso, e para poderem criar aplicações tecnológicas e apresentar soluções inovadoras em engenharia, necessitam de conhecer e dominar as leis básicas que regem o comportamento da natureza. Nesta unidade curricular introduzem-se conceitos, as leis e fenómenos básicos da Mecânica Newtoniana.

OBJECTIVOS: São objectivos desta unidade curricular

- Transmitir conhecimentos das leis e fenómenos básicos da Mecânica Clássica.

- Mostrar como as leis que regem os fenómenos dessas áreas se usam para calcular grandezas físicas relevantes.

- Mostrar como os conceitos referidos explicam fenómenos observados no dia-a-dia, e como se aplicam a problemas da engenharia.

- Mostrar como se medem experimentalmente grandezas físicas e que se verificam as relações entre as grandezas medidas.  Ilustrar fenómenos físicos relevantes em experiências de laboratório e em simulações computacionais.

- Incutir respeito pelas leis da natureza, e mostrar que um engenheiro, baseado nessas leis deve ser capaz de prever as consequências da sua actuação. - Desenvolver a curiosidade e o espírito crítico. - Desenvolver a capacidade de trabalhar em grupo.

Resultados de aprendizagem e competências

No final desta unidade curricular os estudantes devem ser capazes de

-Descrever os principais conceitos e fenómenos físicos básicos da Mecânica Clássica usando o vocabulário apropriado.

-Enunciar as leis de Newton, e leis de conservação de: quantidade de movimento, energia e momento angular.

-Identificar as grandezas, leis e conceitos envolvidos na resolução dos problemas propostos.

- Desenhar um diagrama  ilustrativo da situação física descrita no enunciado do problema e, em particular, indicar as forças e os momentos da forças.

-Reconhecer as grandezas e leis relevantes nas experiências de laboratório.

-Usar as leis e conceitos para resolver problemas de escolha múltipla.

-Aplicação: calcular grandezas físicas relevantes em situações novas.

-Explicar, hierarquizando as grandezas e leis físicas envolvidas, fenómenos que ocorrem na natureza ou que estão presentes em aplicações tecnológicas e na engenharia.

-Trabalhar em grupo, na resolução de problemas e na execução, análise e comunicação escrita de resultados de experiências de laboratório simples.

-Desenvolver a atitude de respeito pelas leis da natureza.

Desenvolvimento de competências e atitudes pessoais e profissionais

Ao longo desta unidade curricular os estudantes devem:

-Desenvolver competências na resolução autónoma de problemas.

-Desenvolver o espírito crítico, testando as soluções através de ferramentas como a análise dimensional, previsões das ordens de grandeza e estimativas, e comparação com casos limite.

-Desenvolver o sentido de responsabilização na própria aprendizagem.

-Desenvolver o sentido de ética através da prática da experimentação.

-Desenvolver competências de comunicação oral e de escrita.

3. Competências interpessoais

Ao longo desta unidade curricular os estudantes devem

-Adquirir capacidades de trabalho em grupo.

-Desenvolver competências na comunicação oral.

Modo de trabalho

Presencial

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

 Os estudantes devem dominar as ferramentas básicas de cálculo diferencial e integral adquiridas nas disciplinas de Análise Matemática I e Análise Matemática II.

Programa

1. Mecânica. Medidas e unidades. Vectores. Cinemática. Leis de Newton do movimento. Trabalho e energia. Leis de conservação. Sistemas de partículas. Colisões. Dinâmica da rotação de um corpo rígido em torno de um eixo fixo. Equilíbrio estático do corpo rígido.

Bibliografia Obrigatória

Tipler, Paul A.; Física para cientistas e engenheiros. ISBN: 85-216-1462-4 ((Vol. 1))
Diana Urbano; Apontamentos das aulas teóricas

Bibliografia Complementar

Hugh D. Young, Roger A. Freedman ; colaboradores T. R. Sandin, A. Lewis Ford ; tradução e revisão; Sears e Zemansky Física. ISBN: 85-88639-01-7

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Aulas teórico-práticas (TP): (2 aulas de 1h30 por semana) Nas aulas teórico-práticas introduzem-se os conceitos e fenómenos físicos mais relevantes e recorre-se a perguntas conceptuais, projectadas no quadro, às quais os alunos devem responder individualmente, e depois de discussão entre pares,  e que não contarão para a a avaliação final. Sempre que haja necessidade recorrer-se-á a demonstrações no quadro e a simulações no computador. É fundamental que os estudantes leiam com antecedência as matérias previstas para cada aula. O calendário de leitura é disponibilizado na página da unidade curricular. Não será dada a matéria toda nas aulas, tal como aparece nos apontamentos ou no livro. No entanto, os estudantes podem ser avaliados sobre qualquer assunto, desde que este conste quer dos apontamentos, quer do livro. Os estudantes são responsáveis pela preparação prévia de cada aula: teórico-prática, prática e de laboratório. Como preparação das aulas teórico-práticas devem responder a testes de leitura colocados na página Moodle da disciplina. Só têm uma tentativa. O dia e a hora para realizar o teste são fixos e o intervalo de tempo para responder aos testes é limitado.  Aulas práticas (P): (1 aula de 1h00 por semana) Para cada aula prática os estudantes devem preparar com antecedência  problemas que serão analisados e discutidod em grupo no decorrer da aula. Os problemas as abordar em cada semana serão indicados na página da disciplina. Como preparação das aulas P os estudantes respondem também no Moodle a testes com exercícios guiados. Duas das aulas práticas serão dedicadas à realização de uma experiência de laboratório, em data a anunciar, e cujo guião será disponibilizado com antecedência na página Moodle. Para as aulas de laboratório cada estudante responde a um conjunto de questões, que deverá entregar ao Professor no início da aula de laboratório e que conta para a avaliação do trabalho de laboratório. Esta UC tem uma forte componente de elearning. Todos os elementos de apoio à cadeira estarão disponíveis através do serviço de e-learning Moodle@FEUP, na área referente à cadeira. Esses elementos vão desde a informação sobre funcionamento da disciplina, apontamentos, calendarização de actividades, material a usar nas aulas teórico-práticas e nos trabalhos práticos, testes de leitura e testes de auto-avaliação, exercícios guiados, correcções/resoluções de exercícios, vídeos, lançamento de classificações das componentes da avaliação distribuída, sugestões para o estudo fora das aulas.

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Teste	90,00
Trabalho laboratorial	10,00
Total:	100,00

Obtenção de frequência

Obtém frequência todo o aluno regularmente inscrito que:

-Não ultrapasse o máximo permitido de faltas quer, às aulas teórico-práticas quer às aulas práticas (25% - Normas Gerais de Avaliação, Art 4º, Nº 1), 

-Realize os 2 trabalhos de laboratório.

Estudantes inscritos com frequência de 2015/2016: -Estão dispensados das aulas de laboratório, mantendo as respectivas classificações do ano lectivo anterior. -Estão dispensados de assistir às aulas.

Caso falte a uma aula de laboratório ou a um teste, e se tiver justificação válida, qualquer estudante pode realizar o trabalho ou o teste numa altura a combinar com o Professor. Estão dispensados de frequência os alunos militares, trabalhadores-estudantes. Só são admitidos ao exame de recurso os estudantes que tenham obtido frequência à disciplina.

Fórmula de cálculo da classificação final

Alunos regularmente inscritos, sem frequência: Fórmula de cálculo da classificação final,

   CF=0,60*CE+0,10*CL+0,10*CT+0,10*E+0,10*CTM

CF=Classificação final.

CE=Classificação do exame da época normal ou de recurso.

CL=Classificação dos trabalhos de laboratório.

CT = Classificação do teste intermédio

E = Classificação do exercícios feitos nas aulas P.

CTM=Classificação dos testes  no Moodle.

CTM = x*20/n onde x é o número de testes realizados e n é o número total de testes.

Só obtém aprovação à UC quem tiver uma classificação mínima de 8,0 valores, em vinte, no exame da época normal.

Vão ao exame de recurso os estudantes que tenham obtido frequência à disciplina.

 

Provas e trabalhos especiais

Não estão previstos.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Por exame, nas épocas previstas (Normas Gerais de Avaliação).

Melhoria de classificação

A melhoria de classificação é feita no exame de recurso e e classificação final é a melhor dentre:

CF=CER;

CF=0,60*CE+0,10*CL+0,1*CT+0,10*E+0,1*CTM

CF=0,60*CER+0,10*CL+0,1*CT+0,10*E+0,1*CTM

CER= Classificação do exame de recurso. Só obtém aprovação à UC quem tiver uma classificação mínima de 8 valores, em vinte, no ER.

Observações

Em todas as provas só é permitido o uso de máquina calculadora científica e do formulário da disciplina. Não são permitidas máquinas calculadoras alfanuméricas.