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Física

Código: EC0017     Sigla: FISI

Áreas Científicas
Classificação Área Científica
OFICIAL Física

Ocorrência: 2019/2020 - 2S Ícone do Moodle

Ativa? Sim
Página Web: https://moodle.up.pt/login/index.php
Unidade Responsável: Departamento de Engenharia Física
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 135 Plano de estudos oficial a partir de 2006/07 2 - 5 60 135

Docência - Responsabilidades

Docente Responsabilidade
Maria Helena Sousa Soares de Oliveira Braga Regente
Joana Cassilda Rodrigues Espain de Oliveira Regente

Língua de trabalho

Português e inglês

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 as leis e fenómenos de duas áreas fundamentais da Física: Eletromagnetismo e Ondas.

OBJETIVOS:

 

   São objetivos desta unidade curricular:

    • Transmitir conhecimentos das leis e fenómenos básicos de  Eletromagnetismo e Ondas.
    • Mostrar como as leis que regem os fenómenos dessas áreas se usam para calcular grandezas físicas relevantes.
    • Desenvolver a capacidade de aplicar a matemática a problemas do mundo real da física e da engenharia.
    • Introduzir as ferramentas matemáticas necessárias sempre com motivação física.
    • Mostrar como os conceitos referidos explicam fenómenos observados no dia-a-dia, e como se aplicam a problemas da engenharia.
    • Incluir exemplos de aplicação não triviais para ilustrar o alcance dos resultados obtidos e fazendo referência, sempre que possível, a tópicos de interesse atual.
    • Mostrar como se medem experimentalmente grandezas físicas e que se verificam as leis aprendidas, como relações entre as grandezas medidas.
    • Ilustrar fenómenos físicos relevantes em experiências de laboratório e em simulações computacionais.
    • Desenvolver a curiosidade e o espírito crítico.
    • Desenvolver a capacidade de trabalhar em grupo.

Resultados de aprendizagem e competências

 

    • Conhecimento: descrever os principais conceitos e fenómenos físicos básicos de 2 áreas distintas da Física: Eletromagnetismo e Ondas, usando o vocabulário apropriado.

 

    • Compreensão: Identificar as grandezas, leis e conceitos envolvidos na resolução dos problemas propostos. 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.

 

    • Análise: Hierarquizar 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.

Modo de trabalho

Presencial

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

Os estudantes devem ter conhecimentos prévios de Matemática, nomeadamente em cálculo integral, diferencial e operações com vectores que são adquiridos nas unidades curriculares de Análise Matemática 1, Análise Matemática 2,  Análise Matemática 3 e Álgebra. Deverão também ter conhecimentos das leis de Newton da Mecânica Clássica, que se adquirem nas unidades curriculares de Mecânica 1 e Mecânica 2. 

Programa


Ondas
: ondas progressivas transversais e longitudinais; velocidade de fase; comprimento de onda, frequência e velocidade de ondas periódicas; energia e potência transmitidas por ondas numa corda; ondas sonoras; potência de uma onda sonora; intensidade sonora e nível de intensidade sonora; efeito de Doppler; interferência de ondas; batimentos; ondas estacionárias numa corda e num tubo de ar; interferência.

Eletricidade e magnetismo
: carga e força electostática; campo elétrico e potencial eléctrico,  capacidade elétrica e condensadores; força eletromotriz; corrente elétrica; potencial elétrico; energia e potência elétricas;  resistividade e resistência; circuitos de corrente contínua; carga e descarga de condensadores: circuitos RC; campo magnético; força magnética e movimento de partículas carregadas em campos elétricos e magnéticos; fontes de campo magnético, lei de Faraday e lei de Lenz.

Conteúdo Científico: 90%
Conteúdo Tecnológico: 10%

DEMONSTRAÇÃO DA COERÊNCIA DOS CONTEÚDOS PROGRAMÁTICOS COM OS OBJETIVOS DA UNIDADE CURRICULAR:


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 as leis e fenómenos de duas áreas fundamentais da Física: eletromagnetismo e ondas.

Bibliografia Obrigatória

Diana Urbano; Ondas, 2014
Jaime Villate; Eletricidade, magnetismo e circuitos, 2013
Tipler, Paul A.; Física para cientistas e engenheiros. ISBN: 85-216-1462-4 ((Capítulos 16 a 20))

Bibliografia Complementar

Hugh D. Young, Roger A. Freedman; Física (Volume II): Termodinâmica e Ondas, Addison Wesley (Brasil)
Hugh D. Young, Roger A. Freedman; Física (Volume III): Eletromagnetismo, Addison Wesley (Brasil), 2009. ISBN: 9788588639348

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Aulas teóricas de exposição da matéria Partindo dos aspeto fenomenológicos para os modelos físicos que os explicam e para as principais leis da física a eles associados. O conteúdo demonstrativo formal é preterido, sempre que possível, em favor da resolução de exemplos de aplicação de demonstrações experimentais simples, projeção de animações  de computador. Sempre que possível usa-se o método de instrução por pares. Como  preparação as aulas os estudantes lêm os apontamentos e resolvem testes e escolha múltipla no Moodle. 

Aulas teórico-práticas O professor resolve, ou discute, alguns problemas importantes para a consolidação da matéria (cerca de 30 min). Como preparação das aulas todas as semanas os estudantes resolvem um Exercício Guiado no Moodle

Aulas de laboratório No contexto da avaliação distribuída, três das aulas teórico-práticas serão dedicadas à realização de experiências, uma de Ondas e três de circuitos.   Como preparação para a aula, cada grupo de 2 a 3 estudantes entrega, no início da aula, um questionário, ('pre-lab'), que consiste de perguntas relacionadas com os conceitos envolvidos no trabalho experimental e onde se pedem previsões do que observarão na experiência. No final da aula de laboratório, cada grupo de 3 alunos entrega a folha de registos e discussão dos resultados que, juntamente com o 'pre-lab', será avaliado.

Material de apoio Todo o apoio à cadeira, desde a publicação eletrónica de sumários, apontamentos, material a usar nas aulas teórico-práticas, nos trabalhos práticos, correções/resoluções dos trabalhos da avaliação distribuída, lançamento de classificações das componentes da avaliação distribuída, etc, até ao contacto com os docentes, através de fóruns, será feito através do serviço de e-learning do DEF na área referente à cadeira (http://moodle.fe.up.pt/0910/course/view.php?id=748), na qual os alunos serão inscritos.

DEMONSTRAÇÃO DA COERÊNCIA DAS METODOLOGIAS DE ENSINO COM OS OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM DA UNIDADE CURRICULAR:
Os estudantes são incentivados a 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.

Palavras Chave

Ciências Físicas > Física > Electromagnetismo
Ciências Físicas > Física

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação Peso (%)
Exame 72,50
Trabalho laboratorial 27,50
Total: 100,00

Componentes de Ocupação

Designação Tempo (Horas)
Estudo autónomo 75,00
Frequência das aulas 60,00
Total: 135,00

Obtenção de frequência

“A obtenção de classificação final exige o cumprimento de assiduidade à unidade curricular. Considera‐se que um estudante cumpre a assiduidade a uma unidade curricular se, tendo estado regularmente inscrito, não exceder o número limite de faltas correspondente a 25% de cada um dos tipos de aulas previstos. Estão dispensados da verificação das condições de assiduidade: i) os casos previstos na lei, nomeadamente os trabalhadores estudantes; ii) os estudantes que foram admitidos a exame no ano letivo anterior.”

Só tem frequência à UC quem realizar os 3 trabalhos de laboratório.

Os 3 trabalhos de laboratório são obrigatórios!


Estudantes com 2 ou mais inscrições podem manter a classificação da AD.

Fórmula de cálculo da classificação final

CF=EF*0,725+AD*0,275


Avaliação Distribuída (AD): 3 Trabalhos Práticos de Laboratório (TPL) + Testes Individuais no Moodle (TIM)

TPL= trabalhos práticos de laboratório: componente constituída por 3 trabalhos de laboratório em grupo, cuja classificação é assim atribuída (escala 0-20 valores):
1º TPL(ondas): 1,5 valores.
2º TPL(aparelhos de medida elétrica, lei de Ohm e associação de resistências): 1,5 valores;
3º TPL(circuitos elétricos): 1,5 valores;

TIM: Testes individuais no Moodle de preparação das aula T e das aulas TP.
A classificação dos TIM é feita de acordo com a fórmula

TIM=(nº de testes realizados)÷(nº total de testes)*1 valor


EF=Exame final, da época normal ou de recurso, de 2h30 com 4 perguntas de escolha múltipla de "desenvolvimento", 8 valores em vinte,  e 20 perguntas  de escolha múltipla "simples", 12 valores em vinte.


■ o Exame Final (EF) tem um valor correspondente a 72,5% da classificação final (no máximo 15,5 valores), contribuindo a Avaliação Distribuída (AD) com os restantes 27,5% (no máximo 5,5 valores).

Só é aprovado à UC quem obtiver uma classificação mínima de 7,50 nos exames. 



Melhoria de classificação

A melhoria da classificação pode ser feita no exame de recursos, ou no exame da época normal do ano letivo seguinte. No caso de haver melhoria da classificação, esta será dada pela fórmula

CF=MAX(0,725×EF+0,275×AD;0,725×ER+0,275×AD,ER)

em que EF representa a classificação no exame de recurso ou do exame da época normal do ano seguinte.

Observações

Aconselha-se, para conveniente acompanhamento da matéria, um tempo de trabalho fora das aulas de aproximadamente 3 horas. Espera-se que todos os estudantes assistam às aulas teóricas. Aconselha-se a consulta regular da página da unidade curricular, onde serão colocados todos os elementos de estudo. Os estudantes devem trazer para todas as aulas os elementos de estudo disponibilizados na página da unidade curricular,o que inclui o formulário, bem como a máquina de calcular. Em todas as provas é permitido o uso de formulário e máquina calculadora.

Não são permitidas máquinas de calcular alfanumérica!

Exame Época Normal

Código:FISI 
Ano letivo:2019/2020
Época:Normal - Época Normal (2ºS)Data:2020-06-25
Hora Início:08:00 Duração:01:30 Observações: À DISTANCIA

Vigilantes:Joana Cassilda Rodrigues Espain de Oliveira
Maria Helena Sousa Soares de Oliveira Braga
Margarida Sarmento e Cunha Abrunhosa de Brito


E
xame Época de Recurso

16 de Julho 11h30 - 14H15 (época de recurso)

 

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