2024

Eletromecânica dos Meios Contínuos

Nome: Eletromecânica dos Meios Contínuos
Cód.: FIS13280D
6 ECTS
Duração: 15 semanas/156 horas
Área Científica: Física

Língua(s) de lecionação: Português
Língua(s) de apoio tutorial: Português

Objetivos de Desenvolvimento Sustentável

Objetivos de Aprendizagem

Desenvolver nos alunos uma visão integradora das propriedades e comportamento da matéria, abrangendo os sólidos e os fluidos, desde a perspectiva microscópica à macroscópica.
Fomentar as suas capacidades na utilização das teorias de meios contínuos na descrição e modelação dos fenómenos de engenharia, o Electromagnetismo e a Mecânica dos Meios Contínuos.
Esta unidade curricular tem o objectivo de ligar de uma forma coerente diversos ramos da Física, áreas do conhecimento tradicionalmente separadas, mas que os novos desafios de engenharia exigem que se unam. É portanto uma disciplina de engenharia que se alicerça na Física Clássica fundamental, actualizada de acordo com os avanços havidos, mas cuja linguagem e objectivo são de formação de base para a descrição de problemas acoplados (“Multiphysics”) em engenharia.

Conteúdos Programáticos

A constituição da matéria e a hipótese de contínuo. Fenómenos de piezoelectricidade, electrostricção e magnetostrição, entre outros.
Mecânica de meios contínuos. Descrição Euleriana e Lagrangeana, medidas e taxas de deformação. Forças e binário distribuídos, medidas de tensão. Objectividade. Equações de balanço de massa, quantidade de movimento e energia, na forma integral e local. Termodinâmica.
Electromagnetismo: As noções de carga, corrente e campos eléctrico e magnético. Equações de Maxwell na forma integral e diferencial, e as suas aproximações electroquasiestática (EQS) e magnetoquasiestática (MQS). Extensão à presença de matéria, forças macroscópicas eléctricas e magnéticas exercidas sobre a matéria. Radiação electromagnética.
Modelos constitutivos da matéria: Comportamento térmico, elástico, plástico, viscoelástico, fluido, eléctrico e suas combinações.
Equações governo comportamento de contínuos electromagnéticos. Especialização para casos particulares de sólidos e fluidos.

Métodos de Ensino

Leccionação de aulas teóricas ou orientação de estudo, esclarecimento de dúvidas, tendo cada aluno de responsabilizar-se pelo estudo da bibliografia indicada pelo docente.
Consoante os tópicos poderão ser promovidos seminários focados sobre pontos específicos do conteúdo programático.
Avaliação: Realização de trabalhos de casa ao longo do semestre com discussão final.

Bibliografia

* Mathematical Methods for Physicists, Arfken, Academic Press, 2012.
* Elementos da teoria da elasticidade, Eduardo Arantes e Oliveira, IST Press, 2007.
* Introdução à Mecânica dos Meios Contínuos, Fernando Simões, IST Press, 2017.
* Mecanica del medio continuo-teoria e problemas, George Mase, Ed: McGraw-Hill, 1969.
* Physical properties of crystals, J. F. Nye, Oxford Science Publications, 1998.
* Continuum Mechanics of Electromagnetic Solids, G. A. Maugin, North-Holland series in Applied Mathematics and Mechanics, 1988.
* A development of the equations of electromagnetism in material continua, H. F. Tiersten, Springer-Verlag, 1992.
* An introduction to continuum Mechanics, Morton. E. Gurtin, Academic Press, San Diego, 1981.
* Electromagnetic Fields and Energy, H. A. Haus, J. R. Melcher, Prentice-Hall, 1989.
* Introduction to Continuum Mechanics for engineers, R. Bowen, available online.

Equipa Docente (2023/2024 )