2023

Mecânica Aplicada I

Nome: 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

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.
A avaliação consiste em três testes [T_i] realizados ao longo do semestre (a data do último teste coincide com a do primeiro exame) ou um exame final [E_j] (duas datas possíveis), e dois trabalhos [A_k], um experimental e outro computacional. Estes elementos são avaliados no intervalo [0, 20]. Existe uma nota mínima de 9.0 para cada T_i ou E_j.
A nota final [NF] é obtida por :
N = 0.8 * max((T1+T2+T3)/3 , E1, E2) + 0.2 * (A1+A2)/2;
if (T1 and T2 and T3 or E1 or E2)>= 9.0 then NF = N
else NF = min(N, 9.0);
O estudante é aprovado se NF>= 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.

Equipa Docente