Física I

Código:

L.EA009

Sigla:

F I

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Ciências Físicas (Física)

Ocorrência: 2024/2025 - 2S

Ativa?	Sim
Página Web:	https://sigarra.up.pt/feup/pt/conteudos_adm.list?pct_pag_id=249640&pct_parametros=pv_ocorrencia_id=436006
Unidade Responsável:	Departamento de Engenharia Química e Biológica
Curso/CE Responsável:	Licenciatura 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
L.EA	63	Plano Oficial	1	-	6	58,5	162
L.EMG	40	Plano de estudos oficial a partir de 2008/09	1	-	6	58,5	162

Língua de trabalho

Português

Objetivos

1.Apresentar uma discussão detalhada dos conceitos básicos da Mecânica Clássica com ênfase nos aspetos essenciais, procurando desenvolver a intuição e a capacidade de pensar em termos físicos;

2.Introduzir as ferramentas matemáticas necessárias sempre com motivação física;

3.Desenvolver a capacidade de modelar problemas com enunciados de situações da vidas real.  

4. Incluir exemplos de aplicação não triviais para ilustrar o alcance dos resultados obtidos e fazendo referência, sempre que possível a tópicos de interesse atual.

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.

-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

-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.

 Competências interpessoais

Ao longo desta unidade curricular os estudantes devem

-Adquirir capacidades de trabalho em grupo.

-Desenvolver competências na comunicação oral e escrita.

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

MECÂNICA.

1- Medidas e unidades

2- Vetores.
    2.1 Definição de vetor
    2.2 Componentes cartesianas de um vetor
    2.3 Soma e subtração de vetores.
    2.4 Produto escalar (interno) de dois vetores
    2.5 Produto vetorial (externo) de dois vetores 

3- Cinemática
    3.1- Movimento retilíneo
    3.2 - Movimento curvilíneo

4- Leis de Newton
    4.1 Enunciado das Leis de Newton
    4.2 Aplicações das leis de Newton
    4.3 Forças de atrito.  Aplicações das leis de Newton na presença de atrito

5- Trabalho e energia
    5.1 Definição de trabalho
    5.2 Trabalho e energia cinética
    5.3 Forças conservativas e energia potencial
    5.4 Lei da conservação da energia mecânica
    5.5 Aplicações da lei da conservação da energia mecânica
    5.6 Energia potencial e equilíbrio no movimento a uma dimensão
    5.7 Potência

7- Conservação do momento linear
    7.1 Movimento do centro de massa de um sistema de partículas
    7.2 Lei da conservação do momento linear
    7.3 O referencial do centro de massa 
    7.4 Energia cinética de um sistema de partículas
    7.5 Colisões a uma e a duas dimensões

8- Dinâmica da rotação de um corpo rígido
    8.1 Cinemática da rotação
    8.2 Momento de uma força (torque)
    8.3 Energia cinética de rotação
    8.4 Momento de inércia
    8.5 Teorema dos eixos paralelos
    8.6 Lei da conservação do momento angular
    8.7 Aplicações da segunda lei de Newton para a rotação de um corpo rígido
   
9- Equilíbrio estático do corpo rígido
    9.1 Condições de equilíbrio estático
    9.2 O centro de gravidade
    9.3 Binário de forças

Bibliografia Obrigatória

Tipler, Paul A.; Física para cientistas e engenheiros. ISBN: 85-216-1462-4 ((Vol. 1))

Bibliografia Complementar

Hugh D. Young; University physics. ISBN: 0-201-84769-8
Herch Moysés Nussenzveig; Curso de física básica. ISBN: 85-212-0046-3 (vol.1)
António Jorge Silvestre; Mecânica. ISBN: 978-989-689-295-1

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Aulas teórico-práticas (T):  Nas aulas teóricas introduzem-se os conceitos e fundamentos físicos, com resolução de bastantes exemplos de aplicação. 

Aulas teórico-práticas (TP):  Os estudantes resolvem problemas sob a supervisão do professor. Algumas aulas são dedicadas à realização de experiências de laboratório e à resolução de problemas em grupo, para avaliação.

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Exame	60,00
Teste	20,00
Trabalho laboratorial	20,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Estudo autónomo	10,00
Frequência das aulas	58,00
Total:	68,00

Obtenção de frequência

As condições para obtenção de frequência são

• Realização de todos os trabalhos de laboratório
• Presença em 75% das aulas TP. Só podem dar 3 faltas não justificadas
• Obter uma classificação mínima de 7,0 valores em 20 na avaliação distribuída.

Para estudantes com frequência do ano letivo anterior a classificação AD é válida para este ano letivo

 

 

Fórmula de cálculo da classificação final

CN = Max(0,60*E + 0,40*AD, E)
CN – Classificação na época normal;
E – Exame

AD – Avaliação Distribuída: 2 trabalhos de laboratório; resolução de problemas; realização de testes no Moodle e um teste intermédio


Para aprovação à UC é exigída uma classificação mínima no exame de 8,0 valores em 20.

Provas e trabalhos especiais

Não estão previstos.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

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

Melhoria de classificação

CM = MAX (CN, 0,40*AD + 0,60*R, R)


CM: Classificação Melhoria
CN: Classificação Época Normal
R - Classificação no exame da época de recurso.

Observações

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