Mecânica e Campo Electromagnético › 47170

código no paco
47170
área científica
Física
créditos
8
escolaridade
ensino teórico-prático (TP) - 3 horas/semana
ensino prático e laboratorial (PL) - 2 horas/semana
idioma(s) de lecionação
Português, Inglês
objectivos

A disciplina de Mecânica e Campo Electromagnético tem como objectivo proporcionar o estudo de vários sistemas físicos, mecânicos e eléctricos, que são descritos pelos mesmos modelos matemáticos.

competências

Entender os fundamentos da mecânica clássica e do electromagnetismo

Conseguir resolver problemas de mecânica clássica utilizando as leis da dinâmica e de conservação

Conseguir resolver problemas de campo eléctrico e magnético utilizando a leis básicas do electromagnetismo.

Conseguir obter experimentalmente resultados de medições físicas e saber interpretá-los

conteúdos

Teórico-prático (39h TP) 

Capítulo 1: Fundamentos de Mecânica Clássica (12h) 

1.1  Cinemática da partícula (3h). Posição e trajectória. Deslocamento e distância. Velocidade instantânea e média. Aceleração instantânea e média. Aplicações 1-D: queda livreAplicações 2-D: projéctil e movimento circular. Aplicações 3-D: movimento curvilíneo geral

1.2 Dinâmica da partícula (3h)Conceito de força. Leis de Newton. Forças de contacto e ligação. Tensões e outras ligações. Força de atrito. Força elástica. Forças à distância:Força e campo gravitacional .

1.3  Trabalho e Energia (3h).Trabalho realizado por uma força constante e variável. Energia cinética e teorema do trabalho. Potência. Forças conservativas e forças não conservativas.Energia potencial. Conservação da Energia 

1.4  Dinâmica de um sistema de partículas (3h)Momento linear do sistema. Conservação do Momento linear. Centro de massa. Colisões. Sistemas de massa variável. Cinemática e energia cinética de rotação. Momento de inércia. Momento de uma força. Dinâmica de rotação. Momento angular. Movimento combinado de rotação e translação de um corpo rígido. 

Capítulo 2: Sistemas oscilatórios (3h). Oscilador harmónico simples. Oscilador harmónico amortecido. Oscilador harmónico forçado: Ressonância. Oscilações acopladas 

Capítulo 3: Campos eléctrico e magnético (15h) 

3.1 Campo eléctrico (2h). Propriedades das cargas eléctricas Isoladores e condutores. Lei de Coulomb. Campo eléctrico

 3.2 Potencial eléctrico (2.5h). Diferença de potencial Potencial eléctrico. Energia potencial. Obtenção do campo eléctrico a partir do potencial eléctrico. 

3.3  Lei de Gauss (2h)Lei de Gauss. Aplicações da Lei de Gauss. Condutores em equilíbrio electrostático

 3.4  Capacidade e condensadores (1.5h). Capacidade de um condensador. Combinação de condensadores. Energia armazenada num condensador  

3.5  Corrente eléctrica e resistência (2h). Corrente eléctrica. Resistência e a Lei de Ohm. Energia e potência eléctricas. Combinação de resistências. Leis de Kirchhoff*

 3.6  Campo magnético (3h). Campo magnético. Força magnética. Lei de Biot-Savart. Lei de Ampère  

3.7  Indução electromagnética (2h). Lei de Faraday. Lei de Lenz. Auto-indutância Indutância mútua.

Capítulo 4- Fenómenos ondulatórios e óptica (9h). Introdução aos fenómenos ondulatórios. Ondas harmónicas. Ondas electromagnéticas. Sobreposição, ondas estacionárias e ressonância. Efeito Doppler. Natureza da luz e óptica geométrica. Reflexão e refracção da luz. Dispositivos ópticos: espelhos, lentes Interferência e difracção de ondas

avaliação

A avaliação da disciplina pode ser feita, em alternativa, segundo dois tipos:

 A) Por Avaliação Final Nesta modalidade, a avaliação da disciplina será feita do seguinte modo: 30 % Laboratório  +  70% Exame Final  A parte teórico-prática é avaliada por um Exame Final, dispondo o aluno de duas datas, em alternativa, para a realização desta prova.

B) Por Avaliação MistaPara optar por este tipo de avaliação o aluno deverá inscrever-se previamente junto do docente. Nesta modalidade, a avaliação da disciplina será feita do seguinte modo: 30% Laboratório  +  35% 1º Teste  +  35% 2º Teste 

requisitos

2 semestres de análise matemática que inclui cálculo diferencial e integral. 1 semestre de álgebra e análise numérica que inclui cálculo vectorial e matricial e algumas noções de cálculo numérico.

metodologia

As aulas teórico-práticas são expositivas seguidas de exemplos e exercícios. A componente laboratorial consiste em trabalhos práticos em que o aluno segue um protocolo, calcula os resultados finais, faz um gráfico e interpreta os resultados.

bibliografia recomendada

[1] Sínteses elaboradas pelos docentes e disponíveis no ’Blackboard’ (elearning.ua.pt)

[2] R. A. Serway - Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics,Saunders Golden Sunburst Series.

[3] Alonso & Finn- Física um curso universitário, Vol I e II, Edgard Bluecher.

[4] C. Kittel [et al]- Curso de Fisica de Berkeley : Mecânica, Vol 1, EdgardBluecher.

[5] H. J. Pain, The physics of Vibrations and Waves, Ed. Wiley.

[6] R. Resnick e D. Halliday - Física, 4ª ed, Livros Técnicos e Científicos Editora

[7] P.A. Tipler e G. Mosca - Física, Vol I, 5ª ed, Livros técnicos e CientíficosEditora, S.A, Rio de Janeiro, 2006.

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