Conhecimentos de Base Recomendados
Física e Matemática do ensino secundário.
Métodos de Ensino
Aulas teórico-práticas baseadas na apresentação oral dos conceitos teóricos e discussão crítica da aplicação destes à resolução de exercícios.
Utilização de metodologias ativas de aprendizagem em sala de aula, com e sem recurso a plataformas digitais.
Resultados de Aprendizagem
A. Grandezas e unidades físicas
A.1. Compreender a importância, caracterizar e distinguir grandezas físicas (escalares e vetoriais).
A.2. Identificar diversos tipos de sistemas de unidades (absolutos e gravitacionais).
A.3. Utilizar corretamente unidades e prefixos do Sistema Internacional, aplicando técnicas de conversão de unidades em contextos diversos.
A.4. Identificar e classificar grandezas base e derivadas, aplicando análise dimensional na verificação da consistência de equações.
B. Cálculo vetorial
B.1. Compreender o conceito de vetor e suas diferentes operações (soma, subtração, produto escalar e vetorial).
B.2. Representar vetores graficamente e analiticamente em diferentes sistemas.
B.3. Resolver problemas de Física utilizando componentes vetoriais, aplicando cálculo vetorial na descrição e análise de exercícios.
C. Leis de Newton
C.1. Enunciar e interpretar as leis de Newton, identificando-as em problemas propostos.
C.2. Classificar a natureza das forças nas suas interações fundamentais.
C.3. Identificar, analisar e representar vetorialmente as forças mais usuais (gravítica, atrito, reação normal e tensão).
C.4. Construir diagramas de corpo livre, aplicar as leis de Newton, resolver problemas propostos, analisando e avaliando criticamente os resultados obtidos.
D. Equilíbrio do corpo rígido
D.1. Entender o conceito de corpo rígido e distinguir o centro de massa de um sistema discreto de partículas de um sistema contínuo.
D.2. Compreender o conceito de momento de uma força (ou torque), sua representação vetorial a 3 dimensões, calcular o seu módulo e entender e enunciar o conceito de braço da força.
D.3. Compreender as condições de equilíbrio estático de um corpo rígido (translação e rotação), com a aplicação da 1ª lei de Newton.
D.4. Identificar forças e momentos que atuam num corpo rígido, resolvendo problemas de estruturas simples em equilíbrio estático.
D.5. Analisar de forma crítica as situações limite no equilíbrio estático.
E. Cinemática
E.1. Interpretar o movimento de partículas em uma, duas e três dimensões.
E.2. Relacionar representações gráficas, algébricas e vetoriais do movimento.
E.3. Calcular deslocamento, velocidade e aceleração em diferentes tipos de movimento.
E.4. Interpretar e construir gráficos posição-tempo, velocidade-tempo e aceleração-tempo.
E.5. Analisar, interpretar e distinguir: MRU, MRUV, queda livre, movimento circular, MHS e movimento de projétil.
E.6. Resolver problemas através de equações de cinemática, identificando o tipo de movimento em questão, analisando criticamente os resultados obtidos.
F. Trabalho e energia
F.1.Compreender os conceitos de trabalho, tipos de energia e potência.
F.2. Calcular o trabalho realizado por forças constantes e variáveis, potência e rendimento.
F.3. Determinar energia cinética, potencial e mecânica de um sistema.
F.4. Aplicar os teoremas trabalho- energia, analisando sistemas físicos.
F.5. Resolver problemas, aplicando os teoremas trabalho-energia, analisando os resultados obtidos de forma crítica.
G. Ondas mecânicas e som
G.1. Compreender o conceito fundamental de onda e vibração, identificando e distinguindo ondas transversais de longitudinais.
G.2. Aplicar a equação de propagação de ondas lineares e caracterizar ondas mecânicas (frequência, amplitude, comprimento de onda, velocidade de propagação).
G.3. Entender a natureza das ondas sonoras, analisar o espectro sonoro e relacionar com diferentes aplicações na indústria.
G.4. Identificar, determinar e distinguir intensidade sonora, intensidade auditiva, potência sonora e nível de intensidade sonora.
G.5. Identificar e analisar fenómenos ondulatórios, como o efeito doppler, interferências construtivas, destrutivas e batimentos.
G.6. Resolver problemas analisando o fenómeno ondulatório em questão,
G.7. Compreender as consequências da poluição sonora e a necessidade de soluções para reduzir a mesma.
H. Hidrostática
H.1. Compreender a relação entre pressão absoluta, relativa, hidrostática, atmosférica e forças de pressão.
H.2. Enunciar e interpretar o princípio fundamental da hidrostática, de Arquimedes e de Pascal.
H.3. Calcular a variação da pressão em função da profundidade e a impulsão a que os corpos ficam sujeitos em líquidos e gases em equilíbrio.
H.4. Resolver os problemas propostos, aplicando as leis de Newton e/ou aplicando os princípios anteriores.
H.5. Analisar aplicações práticas (barómetros, manómetros, sistemas hidráulicos e pneumáticos).
I. Hidrodinâmica
I.1. Identificar e distinguir fluidos ideais de fluidos reais e os diferentes tipos de escoamento.
I.2. Analisar o movimento de fluidos ideais em regime estacionário, compreendendo as relações de conservação da energia em escoamentos.
I.3. Enunciar e aplicar a equação da continuidade e a equação de Bernoulli em fluxos incompressíveis.
I.4. Analisar e deduzir o teorema de Torricelli a partir da equação de Bernoulli.
I.5. Resolver problemas de escoamento em condutas e jatos, aplicando as equações anteriores e os teoremas trabalho-energia.
I.6. Interpretar aplicações práticas: escoamento em tubos, efeito Venturi, asas de avião.
I.7. Compreender o conceito de viscosidade e o escoamento viscoso em tubos.
I.8. Entender a lei de Poiseuille para o cálculo do caudal volumétrico, para fluxo laminar em condutas cilíndricas.
I.9. Relacionar a lei de Stokes com fenómenos naturais e tecnológicos (sedimentação, meteorologia, engenharia).
Programa
1. Grandezas e unidades físicas
1.1. Grandezas físicas escalares e vetoriais
1.2. Cálculo vetorial
1.3. Grandezas de base
1.4. Sistemas de unidades
2. Estática e Dinâmica
2.1. Leis de Newton
2.2. Forças e suas interações
2.3. Equilíbrio do corpo rígido
2.4. Centro de massa
3. Cinemática
3.1. Velocidade, aceleração e trajetória
3.2. Movimento Retilíneo Uniforme (MRU)
3.3. Movimento Retilíneo Uniformemente Variado (MRUV)
3.4. Movimento de Queda livre
3.5. Movimento circular (uniforme e variado)
3.6. Movimento Harmónico Simples (MHS)
3.7. Movimento de projétil
4. Trabalho e energia
4.1. Trabalho realizado por uma força
4.2. Tipos de energia
4.3. Relações trabalho-energia
4.4. Forças conservativas e não conservativas
4.5. Potência e Rendimento
5. Ondas mecânicas e som
5.1. Onda como fenómeno ondulatório
5.2. Ondas transversais e longitudinais
5.3. Equação de ondas lineares
5.4. Natureza do som e espetro sonoro
5.5. Intensidade sonora vs auditiva, potência sonora e nível de intensidade sonora
5.6. Poluição sonora
5.7. Efeito doppler
5.8. Interferências construtivas, destrutivas e batimentos
6. Hidrostática
6.1. Pressão relativa, absoluta, hidrostática e forças de pressão
6.2. Princípio fundamental da hidrostática
6.3. Princípio de Arquimedes e Pascal
6.4. Princípio de Pascal
7. Hidrodinâmica
7.1. Fluidos ideais vs reais
7.2. Tipos de escoamento
7.3. Equação da continuidade
7.4. Equação de Bernoulli e suas aplicações
7.5. Viscosidade e escoamento de fluidos viscosos
7.6. Lei de Poiseuille e lei de Stokes
Docente(s) responsável(eis)
Elisabete Dinora Caldas de FreitasMétodos de Avaliação
- - Mini Testes - 30.0%
- - Frequência - 70.0%
- - Exame - 100.0%
Estágio(s)
NAO
Bibliografia
Materiais de apoio à UC disponíveis na plataforma inforEstudante (https://inforestudante.ipc.pt)
Cutnell, J.D., Johnson, K.W., Young, D. & Stadler S. (2018). Physics, 11th Edition. John Wiley & Sons, Inc.
Wilson, J.D., Buffa, A.J. (2010). College Physics, 7th Edition. Pearson PLC.
Halliday, D., Resnick, R. & Walker, J. (2018) Fundamentals of Physics: Extended, 11th Edition. John Wiley & Sons, Inc.
Tipler, P., Mosca, G. (2009). Física para Cientistas e Engenheiros – Vol. 1, Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica. Livros Técnicos e Científicos.
Bueche, F.J. & Hecht, E. (2001). Física 9a edição. Mc Graw-Hill Inc.
Links úteis e interessantes:
Hyper Physics
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/
JAVA Applets
http://www.falstad.com/mathphysics.html
NIST