Disciplina: Mecânica e Ondas

Área Científica:

Física

HORAS CONTACTO:

96 Horas

NÚMERO DE ECTS:

7,5 ECTS

IDIOMA:

Português

Objetivos Gerais:

1 - Compreensão dos conceitos e princípios básicos da mecânica newtoniana e dos fenómenos ondulatórios.
2 - Aplicação dos conceitos e princípios básicos aos fenómenos da vida do dia-a-dia, da natureza e da tecnologia.
3 - Desenvolvimento da capacidade de cálculo com base em avaliações numéricas no âmbito da resolução de problemas.
4 - Aplicação dos conceitos e princípios básicos na realização de trabalhos laboratoriais.

Conteúdos / Programa:

1 - 1. Grandezas Físicas e Análise Dimensional 1.1 Grandezas de Base e Grandezas Derivadas 1.2 O Sistema Internacional de Unidades 1.3 Unidades de Base e Unidades Derivadas 1.4 Dimensões das Grandezas Físicas 1.5 Homogeneidade das Equações Físicas
2 - 2. Movimento Retilíneo 2.1 Posição e Deslocamento 2.2 Velocidade Média e Celeridade Média 2.3 Velocidade Instantânea e Celeridade 2.4 Aceleração Média e Aceleração Instantânea 2.5 Movimento Uniforme 2.6 Movimento Uniformemente Variado 2.7 Corpos em Queda Livre
3 - 3. Movimento Curvilíneo 3.1 Vetores Posição e Deslocamento 3.2 Vetores Velocidade Média e Velocidade Instantânea 3.3 Vetores Aceleração Média e Aceleração Instantânea 3.4 Equação Cartesiana da Trajetória 3.5 Movimento do Projétil 3.6 Componentes Tangencial e Normal da Aceleração 3.7 Movimento Circular Uniforme 3.8 Movimento Relativo
4 - 4. Leis de Newton do Movimento 4.1 Força 4.2 Primeira Lei de Newton 4.3 Referenciais de Inércia 4.4 Massa 4.5 Segunda Lei de Newton 4.6 Algumas Forças Particulares: Força Gravítica, Força Normal e Tensão 4.7 Terceira Lei de Newton 4.8 Força de Atrito Estático, Força de Atrito Cinético e Forças de Atrito em Fluidos 4.9 Aplicações das Leis de Newton 4.10 Movimento em Referenciais Acelerados
5 - 5. Trabalho e Energia 5.1 Energia Cinética 5.2 Trabalho Realizado por uma Força Constante 5.3 Teorema do Trabalho-Energia Cinética 5.4 Trabalho Realizado por uma Força Variável 5.5 Teorema do Trabalho-Energia Cinética com uma Força Variável 5.6 Potência 5.7 Trabalho e Energia Potencial 5.8 Forças Conservativas e Forças Não Conservativas 5.9 Cálculo da Energia Potencial: Energia Potencial Gravítica e Energia Potencial Elástica 5.10 Conservação da Energia Mecânica 5.11 Trabalho Realizado sobre um Sistema por uma Força Exterior 5.12 Conservação da Energia
6 - 6. Dinâmica de um Sistema de Partículas 6.1 Centro de Massa de um Sistemas de Partículas e Centro de Massa de um Corpo Sólido 6.2 Velocidade e Aceleração do Centro de Massa 6.3 Segunda Lei de Newton para um Sistema de Partículas 6.4 Momento Linear de uma Partícula e Momento Linear de um Sistema de Partículas 6.5 Colisões e Impulso 6.6 Conservação do Momento Linear 6.7 Momento Linear e Energia Cinética em Colisões 6.8 Colisões Completamente Inelásticas e Colisões Elásticas 6.9 Sistemas com Massa Variável
7 - 7. Dinâmica do Corpo Rígido 7.1 Posição Angular, Deslocamento Angular, Velocidade Angular e Aceleração Angular 7.2 Movimento Circular com Velocidade Constante 7.3 Movimento Circular com Aceleração Constante 7.4 Vetor Velocidade Angular e Vetor Aceleração Angular 7.5 Energia Cinética de Rotação 7.6 Momento de Inércia 7.7 Torque 7.8 Segunda Lei de Newton para a Rotação 7.9 Trabalho e Energia Cinética de Rotação 7.10 Energia Cinética de Rolamento 7.11 Momento Angular de uma Partícula 7.12 Segunda Lei de Newton na Forma Angular 7.13 Momento Angular de um Sistema de Partículas 7.14 Momento Angular de um Corpo Rígido com Rotação em torno de um Eixo Fixo 7.15 Conservação do Momento Angular
8 - 8. Estática do Corpo Rígido 8.1 Corpo Rígido em Equilíbrio Estático 8.2 Centro de Gravidade 8.3 Exemplos de Corpos Rígidos em Equilíbrio
9 - 9. Oscilações 9.1 Movimento Harmónico Simples 9.2 Lei de Força do Movimento Harmónico Simples 9.3 Energia no Movimento Harmónico Simples 9.4 Pêndulos: Pêndulo Simples e Pêndulo Físico 9.5 Movimento Harmónico Simples Amortecido 9.6 Oscilações Forçadas e Ressonância
10 - 10. Ondas 10.1 Tipos de Ondas 10.2 Ondas Transversais e Ondas Longitudinais 10.3 Características das Ondas: Amplitude e Fase, Comprimento de Onda e Número de Onda Angular, Período, Frequência Angular, Frequência e Fase Inicial 10.4 Velocidade de uma Onda Progressiva 10.5 Equação de Onda 10.6 Energia e Potência de uma Onda Progressiva numa Corda 10.7 Princípio da Sobreposição 10.8 Interferência de Ondas 10.9 Ondas estacionárias 10.10 Ondas Estacionárias e Ressonância 10.11 Ondas Sonoras 10.12 Velocidade do som 10.13 Ondas sonoras progressivas 10.14 Ondas Estacionárias numa Coluna de Ar 10.15 Intensidade e Nível de Intensidade de uma Onda Sonora 10.16 A escala Decibel 10.17 Batimentos

Bibliografia / Fontes de Informação:

M. Alonso e E. J. Finn , 2012 , Física , Escolar Editora
P. A. Tipler , 2002 , Física para Cientistas e Engenheiros: Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica , LTC-Livros Técnicos e Científicos
M. Alonso and E. J. Finn , 1983 , Fundamental University Physics: Fields and Waves , Addison-Wesley
H. Benson , 1991 , University Physics , John Wiley & Sons
D. Halliday, R. Resnick and J. Walker , 2001 , Fundamentals of Physics , Wiley
R. A. Serway and J.W. Jewett , 2014 , Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics , Brooks/Cole Cengage Learning
M. M. Sternheim and J. W. Kane , 1991 , General Physics , John Wiley & Sons
P. A. Tipler and G. Mosca , 2002 , Physics for Scientists and Engineers , W. H. Freeman and Company
M. Alonso and E. J. Finn , 1983 , Fundamental University Physics: Mechanics and Thermodynamics , Addison-Wesley

Métodos e Critérios de Avaliação:

Tipo de Classificação: Quantitativa (0-20)

Metodologia de Avaliação:
Nas aulas teóricas será usado o quadro para apresentar os conteúdos. O video projetor poderá ser usado para apresentar figuras, gráficos e tabelas. Nas aulas teórico-práticas será usada a forma tutorial para acompanhar os alunos na resolução de problemas. Nas aulas de laboratório os alunos executam trabalhos experimentais guiados por protocolos previamente estabelecidos. A avaliação da unidade curricular tem duas componentes, nas quais os alunos deverão obter pelo menos 9,5 valores em cada uma: - Componente Teórica, com um peso de 75% na nota final; - Componente Laboratorial, com um peso de 25% na nota final. A componente Teórica será avaliada mediante a realização de duas frequências. O peso de cada frequência na nota final é de 37,5%. A componente Laboratorial será avaliada mediante a realização de dois exames práticos. O peso de cada exame prático na nota final é de 12,5%.