2023

Mecânica

Nome: Mecânica
Cód.: FIS14143L
6 ECTS
Duração: 15 semanas/156 horas
Área Científica: Física

Língua(s) de lecionação: Português
Língua(s) de apoio tutorial: Português
Regime de Frequência: Presencial

Apresentação

UC destinada a aprofundar conhecimentos de Mecânica Clássica a nível compatível com o exercício de profissões na fronteira da ciência ou da tecnologia onde a Física e a matemática têm uma forte presença. A resolução de problemas e realização de trabalhos experimental complementam a formação teórica.

Objetivos de Desenvolvimento Sustentável

Objetivos de Aprendizagem

Aprofundar os conceitos e leis fundamentais da Mecânica Clássica;
Extrapolar esses conceitos para a interpretação de manifestações do mundo físico que se nos apresentam no quotidiano;
Estimular aptidões de comunicação que envolvam a capacidade de pensar em termos físicos;
Desenvolver competências para analisar, equacionar e resolver problemas que envolvam a compreensão dos conceitos e leis estudados por aplicação de algoritmos matemáticos adequados;
Desenvolver atitudes de responsabilidade e autonomia na construção do conhecimento;
Introduzir e aplicar os métodos e técnicas fundamentais que envolvem o trabalho experimental, ao nível da medida, do tratamento de dados, da interpretação dos resultados e da sua apresentação.
Desenvolver projetos experimentais simples, desde a sua conceção passando pela execução, análise e processamento dos dados, à discussão dos resultados.

Conteúdos Programáticos

Componente T e TP :
• Fundamentos da Mecânica Newtoniana.
• Cinemática
• Dinâmica da partícula
• Dinâmica do sistema de partículas
• Princípios da conservação
• Movimento Oscilatório
• Cinemática relativista
• Atração Gravítica e movimento sob a ação de uma Força Central
• Dinâmica em referenciais não inerciais
Componente PL –estudo experimental de um conjunto de tópicos associados aos conteúdos teóricos, como:
• Movimentos comuns na natureza como o do projétil, explorando o efeito da resistência do ar com registo das posições e o tempo com câmara de vídeo e/ou sensores de movimento conectados a cronómetros eletrónicos;
• 2ª lei de Newton
• Princípios de conservação de energia, de momento linear, de momento angular utilizando sistemas de atrito reduzido (calha de ar e dinâmica de rotação) ou pêndulo balístico;
• Estudo de oscilações (pêndulo, molas e oscilações forçadas).
• Determinação da constante gravitacional com balança de Cavendish
• Precessão do giroscópio

Métodos de Ensino

A componente conceptual e de aplicação surgem articuladas através de problemas concretos colocados ao estudante para resolver autonomamente e no final partilhar. Nas aulas teóricas, os conteúdos são explicados e exemplificada a sua aplicação; nas aulas Teórico-Práticas são resolvidos problemas propostos; nas aulas laboratoriais o estudante familiariza-se com a experimentação, através de trabalhos que favorecem a compreensão da teoria e envolvem a manipulação da variedade de sistemas mecânicos e sensores disponíveis (calhas de ar, sistemas de dinâmica de rotação, sensores de posição, de aceleração e força acoplados a cronómetros, balança de Cavendish, giroscópios, , estroboscopia).
São fornecidos guiões dos trabalhos.
A avaliação teórica (70%) pode ser feita continuamente envolvendo vários testes ou mediante um exame final com duas épocas (normal e recurso).
A avaliação prática (30%) incide sobre os módulos laboratoriais propostos. Nota final= 070*T+0.30*PL

Bibliografia

Serway, R.A. & Jewett, J.W. (2019). Physics for Scientists and Engineers. (10th ed.). Boston: Cengage learning.

Tipler, P. & Mosca, G. (2008). Physics for Scientists and Engineers: Vol. 1 Mechanics, oscillations and waves, Thermodynamics. (8th ed.). New York: W.H. Freeman.

Alonso, M., & Finn, E. J. (2018). Física: Um curso universitário-Mecânica (Vol. 1). Editora Blucher.

P. Smith, R. C. Smith: “Mechanics”, 2nd edition, Wiley, 1990

Abreu, M. C., Matias, L., Peralta, L. F. (1994). Física Experimental: Uma Introdução. Editorial Presença, Lisboa.

Notas diversas fornecidas pelo responsável da disciplina
Protocolos dos trabalhos experimentais (disponibillizados anualmente pelo docente)

Equipa Docente