Fisica

Conhecimentos de Física: ao nível do ensino secundário.
Conhecimentos de Matemática: cálculo integral e diferencial.

Nas aulas teórico-práticas é feita uma exposição teórica de cada assunto que é imediatamente complementada pela resolução de exercícios de aplicação dos conhecimentos adquiridos.

Existe igualmente uma componente laboratorial em que são realizados, em grupo de 2 alunos, 4 trabalhos práticos (Tensão Superficial, Estática, Dinâmica de Fluidos, e Dinâmica de Rotação) com entrega de um relatório em grupo.

Objectivos:

• Adquirir conhecimentos que permitam analisar situações de equilíbrio bem como o movimento de translação e rotação de corpos rígidos sob a acção de sistemas de forças e binários;
• Compreensão dos conceitos, princípios e leis fundamentais na área da Mecânica de Fluidos.

Competências genéricas:

• Capacidade para realizar julgamentos e tomada de decisões relacionados com conhecimentos teóricos e práticos adquiridos;
• Promover a troca de ideias e discussão de problemas e soluções e desenvolver a atitude profissional em relação ao trabalho;
• Desenvolver hábitos de auto-aprendizagem.

Competências específicas:

• Compreensão e capacidade para manipular grandezas físicas e respectivas unidades;
• Saber aplicar os conhecimentos adquiridos em situações práticas concretas;
• Capacidade para interpretar e discutir a expressão numérica e o significado físico dos resultados de experiências laboratoriais.

1. Sistemas de Unidades

• Grandezas e unidades de base do SI e unidades derivadas;
• Equações das dimensões e princípio de homogeneidade dimensional;
• Unidades SI usadas em engenharia;
• Mudança de sistemas de unidades.

2. Cálculo Vectorial

• Grandezas escalares e vectoriais;
• Representação gráfica de vectores;
• Vectores ligados, deslizantes e livres;
• Operações gráficas com vectores livres: multiplicação por um escalar e adição e subtracção de vectores;
• Versores;
• Projecção de um vector segundo uma direcção arbitrária;
• Representação cartesiana de vectores: componentes de um vector, vector posição, módulo de um vector, co‑senos directores;
• Operações analíticas com vectores: multiplicação de um vector por um escalar, adição e subtracção de vectores, produto escalar, produto vectorial, produto triplo composto e derivada de um vector.

3. Sistemas de Forças e Binários

• Leis de Newton;
• Tipos de forças;
• Momento de uma força em relação a um ponto e a um eixo;
• Resultante e momento resultante;
• Binário e momento de um binário;
• Sistemas de forças equivalentes;
• Redução de sistemas de forças a sistemas mínimos:
• Sistemas de forças concorrentes (Teorema de Varignon);
• Sistemas de forças complanares;
• Sistemas de forças paralelas;
• Eixo central de momentos.

4. Introdução à Estática

• Diagrama de corpo livre;
• Sistemas de forças em equilíbrio.

5. Dinâmica de Rotação

• Momento angular de uma partícula: movimento plano, movimento circular; teorema da conservação do momento angular;
• Momento angular de um corpo rígido;
• Momento de inércia: eixos principais de inércia e teorema de Steiner;
• Equação da dinâmica de rotação corpo rígido;
• Energia cinética de um corpo rígido: energia cinética de translação e de rotação.

6. Mecânica de fluidos

• Noção de fluido, densidade e pressão;
• Pressão num fluido (principio fundamental da hidrostática), equilíbrio de um elemento de fluido e pressão e forças hidrostáticas;
• Medidores de pressão: manómetros;
• Noção de Impulsão (Principio de Arquimedes);
• Linhas de corrente e regimes de fluxo: laminar e turbulento;
• Caudal mássico e volúmico, equação da continuidade e efeito Venturi;
• Equação de Bernoulli (fluidos ideais);
• Viscosidade (fluidos reais), lei de Poiseuille e lei de Stokes;
• Número de Reynolds;
• Tensão superficial.

Os alunos podem optar pela realização dos exames finais que constem dos regulamentos vigentes no ISEC ou pelo regime de avaliação distribuída.

Regime de avaliação contínua e distribuída:

O regime de avaliação contínua e distribuída consta de:

1. 5 questões-aula (QA1 – QA5);
2. 3 mini-testes (T1 – T3);
3. mínimo de 3,0 valores na nota do primeiro mini-teste, cuja cotação total é de 7,5 valores;
4. obrigatoriedade de obter aproveitamento (mínimo de 2 valores) nos trabalhos práticos;
5. presença num mínimo de 75% das aulas.

As 5 questões-aula (QA1 – QA5) têm todas uma cotação igual a 1,0 valor.

Os 3 mini-testes (T1 – T3) têm a cotação seguinte: T1 e T2 – 7,5 valores; T3 - 5 valores.

Os dois primeiros mini-testes (T1 e T2) terão lugar durante o período letivo.

Cumprindo com o referido nos pontos 3) a 5) acima, terão acesso ao terceiro mini-teste (T3) que se realizará na data do exame da Época Normal.

Os alunos obterão aprovação à disciplina se QA+Tx11/20+P>=9,5, sendo QA a classificação do somatório das questões-aula (0 a 5 valores), T a classificação do somatório dos testes, num total de 20 valores, e P a classificação dos trabalhos práticos (0 a 4 valores), desde que P>=2,0.

Os alunos que tenham inicialmente optado pelo regime de avaliação distribuída, mas que não cumpram com o referido nos pontos 3) e 5) acima, terão acesso ao exame da Época Normal desde que satisfaçam o indicado no ponto 4) (P>=2,0).

Exame Final:

• Optando pela realização dos exames finais obterão aprovação à disciplina se Ex0,8+P>=9,5, sendo E a classificação do exame final, cotado de 0 a 20 valores, e P a classificação dos trabalhos práticos (0 a 4 valores) desde que P>=2,0.
• Para os exames os alunos podem levar apenas uma caneta (preta ou azul) e máquina de calcular que não permita (ou possibilite o bloqueio de) comunicação à distância e armazenamento de dados.

Componente laboratorial:

Serão realizados 4 trabalhos práticos:

• Determinação experimental do volume de um objecto imerso num líquido por determinação da impulsão exercida no objecto, e determinação da tensão superficial de um líquido;
• 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;
• Determinação experimental da velocidade média de um fluxo de ar num tubo utilizando a equação de Bernoulli e um tubo de Venturi, determinação da velocidade local do ar utilizando um tubo de Pitot, e determinação do coeficiente de atrito aerodinâmico de uma esfera;
• Determinação experimental do momento de inércia de um dispositivo rotacional, de massas pontuais e de um cilindro;

 Os trabalhos laboratoriais são realizados em grupos de 2 alunos, sendo a inscrição dos alunos por grupos realizada na primeira aula de laboratório, dando-se conhecimento aos alunos do calendário para a realização dos trabalhos práticos;

O acesso à realização de cada trabalho está condicionada à entrega e aprovação (resultante de discussão oral) de um pré-relatório;

Os pacotes com os dados necessários para a realização dos pré-relatórios encontram-se no material de apoio da plataforma InforEstudante do ISEC;

As dúvidas sobre os trabalhos práticos a realizar, e em particular sobre a elaboração do pré-relatório, devem ser esclarecidas prévia e atempadamente no horário de atendimento dos docentes da disciplina;

Cada trabalho prático decorre ao longo de uma aula de duas horas, sendo o relatório elaborado e entregue, conjuntamente por todos os elementos do grupo, no final da aula;

Cada trabalho será classificado entre 0 e 1 valores, sendo a classificação final da componente laboratorial o somatório das classificações obtidas nos quatro trabalhos (portanto, num máximo de 4 valores);

Trabalhos não realizados são cotados com nota nula;

A cada grupo é dada uma única oportunidade, no final do semestre, de repetir ou compensar a sua falta a um trabalho;

Os elementos de um grupo que faltem a mais do que uma aula destinada à realização de um trabalho, têm classificação nula nesse trabalho.

NAO