Mecânica Aplicada I

Cód.: EME13006L

6 ECTS

Duração: 15 semanas/156 horas

Área Científica: Engenharia Mecânica

Língua(s) de lecionação: Português

Língua(s) de apoio tutorial: Português, Inglês

Regime de Frequência: Presencial

Objetivos de Desenvolvimento Sustentável

Educação de qualidade - Assegurar a educação inclusiva, e equitativa e de qualidade, e promover oportunidades de aprendizagem ao longo da vida para todos.

Objetivos de Aprendizagem

Fornecer os conceitos de Mecânica e uma introdução à sua aplicação em engenharia, na descrição, modelação e análise de sistemas mecânicos de corpos indeformáveis em situações estáticas.
Competências a desenvolver:
(a) utilizar vectores na modelação e análise de estruturas e mecanismos idealizados como corpos indeformáveis;
(b) identificar as acções sobre um elemento de uma estrutura desenhando o seu diagrama de corpo livre;
(c) escrever as respectivas equações e avaliar o equilíbrio estático de um corpo indeformável em 2D e 3D;
(d) determinar as forças de ligação entre membros de estruturas estaticamente determinadas e de mecanismos;
(e) determinar e desenhar os diagramas de esforços de componentes do tipo viga;
(f) avaliar o efeito do atrito no equilíbrio de sistemas de corpos indeformáveis, e em componentes mecânicos;
(f) começar a adquirir alguma independência no estudo de novas matérias.

Conteúdos Programáticos

1. Revisões: o conceito de força, lei do paralelogramo para a adição de forças, vectores, equilíbrio estático de partículas em 2D e 3D.
2. Corpo indeformável. Momento de uma força em relação a um ponto. Binário de forças. Sistemas equivalentes de forças. Forças distribuídas. Redução a uma resultante ou uma resultante e um binário equivalentes.
3. Diagrama de corpo livre. Equações governando o equilíbrio estático de corpos indeformáveis em 2D e 3D.
4. Centro de gravidade, massa e centróide.
5. Análise do equilíbrio estático em 2D e 3D de estruturas reticuladas, estruturas e mecanismos, com membros idealizados como corpos indeformáveis. Sistemas estaticamente determinados.
6. Determinação de esforços em membros do tipo barra, viga e cabos.
7. Análise de sistemas mecânicos envolvendo atrito seco. Estudo de cunhas, parafusos, chumaceiras de escorregamento, correias e cabos.
8. Segundos momentos de área. Teorema dos eixos paralelos. Eixos principais de área.

Métodos de Ensino

O ensino consiste na leccionação semanal de aulas teóricas de duas horas, onde são expostos e explicados os conteúdos programáticos, recorrendo a exemplos de aplicação. Adicionalmente são leccionadas duas horas de aula teórico-prática em que são resolvidos problemas envolvendo a aplicação dos conceitos estudados. Durante todo o semestre existe um horário de dúvidas semanal de duas horas por docente.

Avaliação

A avaliação consiste em três testes {T1, T2, T3} realizados ao longo do semestre (a data do último teste [T3] coincide com a do primeiro exame [E1]) ou um exame final {E1, E2} (duas datas possíveis), e dois trabalhos práticos {A1, A2}, um experimental e outro computacional. Estes elementos são avaliados no intervalo [0, 20] valores. Existe uma nota mínima de 9,0 para cada teste e exame.
Cumpridas as notas mínimas a nota final é obtida por :
N = 0,8 × máximo((T1+T2+T3)/3 , E1, E2) + 0,2 × (A1+A2)/2;
caso contrário o valor numérico da nota final será o mínimo entre N e 9,0.
O aluno obtém aprovação se a nota final for igual ou superior a 9,5.

Bibliografia

* Vector Mechanics for Engineers Statics and Dynamics, 11th edition SI version (2016) F. P. Beer, E. R. Johnston Jr., D. F. Mazurek, P. J. Cornwell, E. R. Eisenberg, B. Self, McGraw-Hill.
* Vector Mechanics for Engineers Statics, 11th edition SI version (2016) F. P. Beer, E. R. Johnston Jr., D. F. Mazurek, P. J. Cornwell, E. R. Eisenberg, McGraw-Hill.
* Introdução à Álgebra Linear e Geometria Analítica (1992), F. R. Dias Agudo, Escolar Editora.

Outras referências base, equivalentes entre si, por ordem de preferência. Other base references, considered equivalent, by order of preference.
* Engineering Mechanics Statics, 8th edition SI version (2016), J. L. Meriam, L. G. Kraige, J. N. Bolton, John Wiley and Sons, Inc.
* Engineering Mechanics - Statics and Dynamics, 14th edition (2016), R. C. Hibbeler, Prentice-Hall
Pode ser utilizada qualquer versão disponível em unidades SI. Any version available in SI units can be used.