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.
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
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
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)
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
- Bento António Fialho Caeiro Caldeira [responsável]