Física Geral

São recomendadas os seguintes conhecimentos de base:

• Física do ensino secundário (10º e 11º anos);
• Cálculo Diferencial e Integral, adquiridos na Unidade Curricular de Cálculo I, do 1º Semestre do 1º Ano da Licenciatura.

A Unidade Curricular (UC) é composta por 3 tipos de aulas:

1. Aulas teóricas, nas quais se faz a exposição dos conteúdos que constam do programa da UC.
2. Aulas teórico-práticas, nas quais se procede à resolução de exercícios aplicando os conhecimentos expostos nas aulas teóricas.
3. Aulas laboratoriais, nas quais se procede à realização de experiências no âmbito dos conteúdos programáticas da UC.

Não são permitidos comportamentos desadequados que de alguma forma comprometam o normal funcionamento da aula, não é permitida a utilização de telemóveis em todas as tipologias de aulas, e não é permitido o uso de tablets e computadores nas aulas teóricas e teórico-práticas. Os alunos que usem, ou tentem usar, qualquer um dos referidos dispositivos em tipologias de aulas no qual não são permitidos, ou que de alguma forma perturbem o normal funcionamento das aulas, serão expulsos das aulas, sendo-lhes marcada falta não justificável.

A presente unidade curricular tem por objectivo dotar os alunos de conhecimentos em diversas áreas da Física com particular importância na área da Eng. Biomédica, conhecimentos esses que são funda-mentais para uma melhor compreensão não só de alguns processos biológicos, mas também do princí-pio de funcionamento da mais diversa instrumentação médica para medição de parâmetros biológicos. Assim, o aluno deve adquirir competências ao nível dos princípios e leis fundamentais nas diferentes áreas de Física leccionadas, saber aplicar os conhecimentos adquiridos em situações práticas concre-tas, bem como interpretar e discutir o significado físico de expressões numéricas e resultados de expe-riências laboratoriais.

1. Cálculo Vetorial
1.1. Grandezas escalares e vetoriais
1.2. Representação gráfica de vetores
1.3. Vetores ligados, deslizantes e livres
1.4. Operações gráficas com vetores livres: multiplicação por um escalar, adição e subtração de vetores
1.5. Versores
1.6. Projeção de um vetor segundo uma direção arbitrária
1.7. Representação cartesiana de vetores: componentes de um vetor, vetor posição, módulo de um vetor, cossenos diretores
1.8. Operações analíticas com vetores: multiplicação de um vetor por um escalar, adição e subtração de vetores, produto escalar, produto vetorial, produto triplo composto e derivada de um vetor

2. Cinemática da partícula
2.1. Referenciais
2.2. Vetores posição, velocidade e aceleração
2.3. Movimento unidimensional: leis do movimento
2.4. Movimento circular
2.5. Movimento de projéteis
2.6. Movimento tridimensional

3. Dinâmica da partícula e do corpo rígido
3.1. Momento linear de uma partícula
3.2. Conservação do momento linear
3.3. Leis de Newton
3.4. Impulso de uma força
3.5. Forças diretamente aplicadas, de ligação e de atrito
3.6. Momento angular da partícula
3.7. Momento de uma força em relação a um ponto e em relação em um eixo
3.8. Momento angular do corpo rígido
3.9. Momento de inércia
3.10. Rotação do corpo rígido
3.11. Conservação do momento angular

4. Trabalho e Energia
4.1. Trabalho
4.2. Potência
4.3. Energia cinética
4.4. Teorema da energia cinética
4.5. Forças conservativas: energia potencial
4.6. Colisões

5. Estática da partícula e do corpo rígido
5.1. Equilíbrio da partícula
5.2. Equilíbrio do corpo rígido
5.3. Apoios e suficiência de apoios
5.4. Análise do equilíbrio de estruturas

6. Sistemas de Forças e Binários
6.1. Binários
6.2. Centro de momentos
6.3. Translação de forças
6.4. Sistema de forças equivalente
6.5. Eixo central de momentos

A avaliação consiste de três componentes:

• Quatro trabalhos práticos de laboratório, realizados ao longo do semestre, cada um cotado para 1,00 valor, num total de 4,00 valores, com um mínimo de 2,00 valores;
• Provas escritas,  cotadas para um total de 16 valores, com um mínimo de 7,00 valores;
• Bónus máximo de 1,0 valores por assiduidade.

1. Trabalhos Práticos de Laboratório:

• Requer inscrição dos alunos por grupos (de dois ou três alunos), realizada até ao final da primeira aula de laboratório.
• Serão realizados 4 trabalhos práticos, cada um cotado para 1,00 valores:
  1. Determinação experimental da aceleração de um objeto num plano inclinado sem atrito, usando uma calha de ar;
  2. Calibração de um dinamómetro e montagem experimental de um sistema de forças concorrentes em equilíbrio utilizando duas massas, um dinamómetro e uma escala graduada para medição de ângulos;
  3. Determinação experimental da aceleração da gravidade utilizando um pêndulo gravítico;
  4. Determinação experimental do momento de inércia de um dispositivo rotacional, de massas pontuais, e de um cilindro.
• A entrega de um pré-relatório, é condição necessária para o acesso à realização dos trabalhos laboratoriais. (Nota: O pré-relatório encontra-se no material de apoio acessível na página da disciplina alojada no Moodle do ISEC). As dúvidas sobre os trabalhos práticos a realizar, em particular sobre a elaboração do pré-relatório, devem ser esclarecidas prévia e atempadamente com o docente das aulas laboratoriais.

A obtenção de um mínimo de 2,00 valores na componente laboratorial é condição necessária para obtenção de aprovação na Unidade Curricular.

Nota 1.1: Os alunos repetentes que tenham obtido a classificação mínima de 2,00 valores na componente laboratorial nos dois anos anos letivos anteriores, estão dispensados da realização da componente laboratorial, sendo considerada para efeitos de classificação de laboratório a melhor classificação obtida nos referidos anos letivos.

Nota 1.2: Os alunos abrangidos por regulamentos ou estatutos que mencionem explicitamente a isenção de presenças nas aulas (como o Regime Jurídico do Trabalhador-Estudante, expresso nos artigos 89.º a 96.º do Código do Trabalho, aprovado pela Lei n.º 7/2009, de 12 de fevereiro), que não possam comparecer às aulas práticas de laboratório no seu horário normal, terão de informar o docente que leciona as aulas de laboratório até ao final da 2ª semana de aulas, tendo igualmente de entregar um documento emitido e assinado pela entidade ao serviço da qual o aluno se encontra, que comprove que o horário de trabalho impede o aluno de frequentar as aulas práticas de laboratório no seu horário normal. O incumprimento do prazo atrás estipulado, e da entrega do documento referido, implica a não existência da avaliação de exceção descrita na Nota 1.3.

Nota 1.3: Os alunos abrangidos pela Nota 1.2, terão de realizar duas avaliações práticas correspondentes a dois dos quatro trabalhos práticos, em datas a combinar com o docente que leciona as aulas de laboratório, podendo essas datas ser até ao dia imediatamente anterior ao início da época normal de exames. Para as referidas avaliações, os alunos terão de preparar e entregar os pré-relatórios de todos os 4 trabalhos até à data especificada pelo professor que leciona os laboratórios, sendo em cada uma das sessões de avaliação sorteado o trabalho a realizar, de entre os quatro disponíveis, sem que haja repetição do mesmo trabalho. Cada um dos dois trabalhos será cotado para 2,00 valores, tendo a avaliação uma duração igual à duração das aulas de laboratório.

2. Provas Escritas:

As provas escritas consistem integralmente de perguntas de escolha múltipla, com 5 opções de resposta por pergunta, cada uma cotada para 1,00 valores. Respostas corretas são cotadas com 1,00 valores, respostas erradas são cotadas com -0,25 valores, e respostas em branco não cotadas com 0,00 valores.

Nas provas escritas aplicam-se as seguintes regras gerais:

• São com consulta de uma folha A4 (duas páginas), cuja elaboração é da inteira responsabilidade do aluno, não sendo disponibilizado um formulário pelos docentes. A referida folha, que tem de ser entregue pelos alunos juntamente com o teste, tem de ser manuscrita, não pode conter enunciados de exercícios, nem exercícios resolvidos, sob pena de ser anulada a prova.
• É permitido o uso de máquinas de calcular simples, bem como científicas e gráficas, desde que estas últimas permitam ativar (e tenham ativado) o modo de exame.
• Não podem ter na sua posse computadores, tablets, telemóveis, relógios ditos inteligentes, óculos com dispositivos eletrónicos integrados, ou qualquer outro dispositivo eletrónico distinto da máquina de calcular e relógio simples, devendo os alunos assegurar-se que, caso estejam na posse de dispositivos não permitidos, os entregam aos docentes vigilantes, antes do início da prova.
• A simples constatação de infração das regras acima mencionadas implica a anulação imediata da prova escrita, com consequente participação superior para processo disciplinar por fraude, bem como a não atribuição de classificação à Unidade Curricular. (Ver Artigo 31.º do Regulamento Académico do 1º Ciclo de Estudos do IPC - Despacho n.º 9859/2022, de 9 de agosto.)

Na componente de avaliação escrita, os alunos podem optar por uma de duas modalidades: A) Avaliação Distribuída, e B) Avaliação por Exame Final.

A) Avaliação Distribuída:

Consiste em 3 testes realizados ao longo do semestre, sem mínimos em cada teste, mas com o mínimo global de 7,00 valores na soma das classificações dos 3 testes, que serão realizados de acordo com a seguinte calendarização:

• O primeiro teste, cotado para 6 valores, incidirá sobre as matérias dos capítulos 1 (Cálculo Vectorial), 2 (Cinemática), e 3 (Dinâmica, mas apenas até à secção 3.5, correspondente à Dinâmica Linear), e ocorrerá entre a 6ª e 8ª semana de aulas;
• O segundo teste, cotado para 6 valores, incidirá sobre as matérias dos capítulos 3 (Dinâmica, todo o capítulo) e 4 (Trabalho e Energia), e ocorrerá entre a 11ª e a 13ª semana de aulas;
• O terceiro teste, cotado para 4 valores, incidirá sobre as matérias dos capítulo 5 (Estática) e 6 (Sistemas de Forças e Binários), e ocorrerá simultaneamente com o Exame de Época Normal.

Nota 2.A.1: A classificação de cada teste será a soma aritmética da classificação obtida, com um mínimo de 0,00 valores.

Nota 2.A.2: Para poderem obter aprovação por avaliação distribuída, os  alunos têm de ter pelo menos 80,00% de presenças nas aulas possíveis de cada uma das tipologias de aulas Teóricas e Teórico-Práticas, e pelo menos 70,00% de presenças nas aulas calendarizadas de cada uma das referidas tipologias. As faltas devidamente justificadas pelo Coordenador de Curso, não são contabilizadas como faltas, nem como aulas possíveis para efeito dos 80,00% de presenças possíveis, mas são contabilizadas como aulas possíveis pelo calendário para contabilização dos 70,00% de presenças nas aulas possíveis pelo calendário.

B) Avaliação por Exame:

Consiste nos exames previstos nos regulamentos vigentes no ISEC, estruturados em 3 partes, cada uma com a mesma estrutura e cotação do teste que lhe corresponde.

Nota 2.B.1: A classificação final do exame será a que resulta da soma aritmética da classificação obtida, com um mínimo de 0,00 valores.

Nota 2.B.2: Os alunos que optem por avaliação distribuída podem, se assim o entenderem, e mediante indicação escrita e assinada na primeira página da folha de prova, realizar o exame de Época Normal para a totalidade da cotação da componente escrita (16 valores), sendo automaticamente anuladas as classificações obtidas nos 1º e 2º testes, contando apenas a nota de exame, independentemente de esta ser maior, igual ou menor do que a obtida nos testes.

Nota 2.B.3: Os alunos que optem por avaliação distribuída podem, se assim o entenderem, e mediante indicação escrita e assinada na primeira página da folha de prova, realizar a 3ª parte do exame, correspondente ao 3º teste, e a mais uma das restantes duas partes. Neste caso, a classificação da parte que não é repetida será considerada sem a minoração a 0,00 valores, descrita na Nota 2.A.1.

Nota 2.B.4: Para poderem obter aprovação por exame final, os alunos têm de ter pelo menos 70,00% de presenças nas aulas possíveis de cada uma das tipologias de aulas Teóricas e Teórico-Práticas. As faltas devidamente justificadas pelo Coordenador de Curso, não são contabilizadas como faltas, nem como aulas possíveis para efeito dos 70,00% de presenças.

Nota 2.B.5: Os alunos abrangidos por regulamentos ou estatutos que mencionem explicitamente a isenção de presenças nas aulas (como o Regime Jurídico do Trabalhador-Estudante, expresso nos artigos 89.º a 96.º do Código do Trabalho, aprovado pela Lei n.º 7/2009, de 12 de fevereiro), que não possam comparecer às aulas teóricas e teórico-práticas, estão isentos do limite de presenças para efeitos da avaliação por exame. A impossibilidade de presença nas aulas teóricas e teórico-práticas tem de ser comunicada até ao final da 2ª semana de aulas, acompanhada de um documento emitido e assinado pela entidade ao serviço da qual o aluno se encontra, que comprove que o horário de trabalho impede o aluno de frequentar as aulas práticas de laboratório no seu horário normal. O incumprimento do prazo atrás estipulado, e da entrega do documento referido, implica a não isenção de presenças obrigatórias.

3. Bónus por Assiduidade:

Os alunos que, em cada uma das tipologias teórica e teórico-prática, tenham frequentado:

• Pelo menos 75% das aulas possíveis de calendário, têm um bónus de 0,50 valores na cotação final;
• A totalidade (100%) das aulas possíveis de calendário, têm um bónus adicional de 0,5 valores na cotação final.

Classificação Final:

Os alunos que cumpram com os requisitos de presenças acima estabelecidos para cada modalidade de avaliação, bem como com os mínimos nos trabalhos de laboratório e nas provas escritas, obterão aprovação se C = E + P + B ≥ 9,50, sendo E a classificação das provas escritas (0 a 16 valores), P a classificação dos trabalhos práticos (0 a 4 valores), e B o bónus total por assiduidade (0,00 valores, 0,50 valores, ou 1,00 valores).

Os alunos que não cumpram com algum dos requisitos estabelecidos não terão classificação, constando da pauta a menção NRC (Não Reúne Condições).

Nota Final:

Os alunos que invoquem a cláusula constante na :

• Nota 1.2, e tenham presenças regulares em aulas sobrepostas às aulas de laboratório, perdem o direito de invocar a referida cláusula, e de serem avaliados na componente de laboratório pelo método descrito na Nota 1.3, não tendo igualmente possibilidade de realizar eventuais trabalhos que já tenham decorrido;
• Nota 2.B.5, e tenham presenças regulares em aulas sobrepostas às aulas teóricas e teórico-práticas, perdem o direito de invocar a referida cláusula, passando a ficar sujeitos ao mínimo de presenças estipulado na Nota 2.B.4.

NAO