Física

Conhecimentos de Física e de Matemática ao nível do ensino secundário.

Aulas teóricas onde é feita uma exposição teórica de cada conteúdo, contendo uma breve revisão histórica e bastantes exemplos de aplicação. Os alunos serão convidados a participar nas aulas, expondo as suas sugestões e dúvidas, discutindo os assuntos com os colegas e com a docente.

Nas aulas teórico-práticas serão resolvidos exercícios de aplicação das matérias lecionadas nas aulas teóricas. Será incentivada a análise crítica e discussão dos resultados obtidos. Em cada aula serão indicados outros exercícios de aplicação para casa (T. P. C.) para os alunos complementarem e solidificarem os conhecimentos adquiridos nas aulas.

Nas aulas laboratoriais, os alunos realizam trabalhos práticos em pequenos grupos (2, 3 ou 4 alunos). A realização de trabalhos experimentais confere várias competências ao aluno, nomeadamente aquisição autónoma de conhecimento na preparação do trabalho; utilização de ferramentas informáticas de aquisição e análise de dados; manipulação de materiais e instrumentos de medida; interpretação de dados (incluindo análise estatística e análise de erros); competências pessoais e interpessoais de relacionamento com os colegas de grupo e com o professor, designadamente na discussão crítica dos resultados.

Dotar os estudantes dos conhecimentos e competências fundamentais de Física necessários à compreensão, modelação e resolução de problemas relevantes para a Engenharia Eletromecânica, abrangendo sistemas de unidades e cálculo vetorial, dinâmica de rotação, trabalho e energia, eletromagnetismo e suas aplicações técnicas e ótica geométrica.

Desenvolver a capacidade de aplicar leis e princípios físicos, interpretar e avaliar resultados, realizar experiências e analisar dados experimentais, relacionando os conhecimentos adquiridos com situações e aplicações de engenharia.

1. Sistemas de unidades e cálculo vetorial.

Grandezas e unidades fundamentais do S.I..

Unidades derivadas do S.I..

Equações das dimensões.

Grandezas escalares e vetoriais.

Múltiplos e submúltiplos.

Sistemas de unidades.

Conversão de unidades.

Notação científica e algarismos significativos.

Representação de vetores.

Soma e subtração analítica e gráfica de vetores.

Versor.

Projeção de um vetor.

Produto escalar e produto vetorial de vetores.

2. Rotação do corpo rígido.

Cinemática – Movimento de translação e de rotação. Relação entre as grandezas lineares e angulares. Movimento circular uniforme (periódico). Movimento circular uniformemente variado.

2ª Lei de Newton para a Rotação. Momento de uma força. Momento resultante. Momento de inércia. Movimento de um objeto que rola sem deslizar.

Trabalho e energia: Trabalho; potência; energia cinética de translação e de rotação; energia potencial; energia mecânica.

Conservação do momento angular.

3. Fenómenos eletromagnéticos e aplicações técnicas:

Introdução ao eletromagnetismo. Cargas. Correntes. Campos.

Campo elétrico criado por cargas pontuais. Princípio da sobreposição. Lei de Coulomb. Força elétrica, potencial elétrico e energia eletrostática de cargas pontuais.

Indução elétrica em sistemas de condutores. Condensadores.

Condensador plano. Relação entre diferença de potencial e campo elétrico. Relação entre campo elétrico e densidade de carga superficial. Capacidade. Constante dielétrica. Associação de condensadores em série e em paralelo. Energia armazenada.

Movimento de cargas num seio de um campo elétrico. Variação da energia potencial elétrica e variação da energia cinética. Conservação da energia mecânica.

Corrente elétrica. Lei de Ohm.

Relação entre corrente e carga. Resistividade. Dependência da resistividade com a temperatura. Potência e energia. Potência dissipada numa resistência.

Geração de campo magnético. Magnetes e eletromagnetes.

Lei de Biot-Savart.

Comportamento eletromagnético dos materiais.

Força magnética sobre cargas e sobre correntes. Movimento de cargas num seio de um campo de indução magnética.

Força de Lorentz.

Indução magnética. Fluxo magnético. Lei de Faraday. Lei de Lenz.

Auto-indução. Indução mútua. Torque sobre uma espira no seio de um campo magnético. Motor DC. Motor de indução.

Transformador ideal.

Radiação eletromagnética. Vetor de Poynting.

4. Ótica geométrica.

Reflexão. Espelhos planos e espelhos esféricos côncavos e convexos.

Refração. Lei de Snell. Profundidade aparente. Dispersão. Reflexão total.

Lentes finas. Equação dos fabricantes das lentes. Potência de uma lente. Associação de lentes.

Instrumentos óticos: olho, lupa, microscópio e telescópio.

Associação de elementos óticos.

Trabalhos práticos:

• Dinâmica de rotação.
• Forças magnéticas entre campos e correntes.
• Tubo de Thomson.
• Velocidade da luz.

Os alunos podem optar por um regime de avaliação distribuída com realização de trabalhos práticos e testes ou pela realização de trabalhos de laboratório e exame final.

Regime de avaliação distribuída

A avaliação distribuída consiste na realização de 4 trabalhos laboratoriais e 3 testes (T1, T2 e T3) e exige uma taxa de presença nas aulas Teóricas e Teórico-práticas superior a 80%.

A componente laboratorial, P, tem um peso de 4,0 valores, com cada trabalho laboratorial cotado para 1,0 valor.

O 1º Teste abrange os capítulos: “Sistemas de unidades e cálculo vetorial” e “Dinâmica de Rotação”, tem a cotação de 5,0 valores e será realizado na 6ª semana letiva.
O 2º Teste abrange o capítulo “Eletromagnetismo”, tem a cotação de 8,0 valores e será realizado na 13ª semana letiva.
O 3º Teste (3 valores) abrange o capítulo “Ótica geométrica”, tem a cotação de 3,0 valores e será realizado na data do exame normal.

O aluno obtém aprovação se P≥2,0 e (P+T1+T2+T3)≥9,5.

Não obstante ter iniciado o regime de avaliação distribuída, o aluno pode optar por abandonar este tipo de avaliação e realizar o exame da época normal, cotado para 16 valores.

Avaliação por exame final e trabalhos laboratoriais

Os alunos podem ser avaliados pela realização de 4 trabalhos laboratoriais ao longo do semestre e pelo exame final. A componente laboratorial, P, tem um peso de 4 valores, com cada trabalho laboratorial cotado para 1 valor.

Os alunos que obtiverem classificação P≥2,0 obterão aprovação à cadeira se C=(E+P)≥9,5, sendo E a classificação do exame final, cotado de 0 a 16 valores.

Caso os alunos não obtenham a nota mínima em P (≥2), mas obtenham nota C ≥ 9,5, a classificação final será de 9 valores.

Os exames escritos finais obrigatórios ou facultativos são os que constem dos regulamentos vigentes no ISEC.

Notas:

- De acordo com o número 6 do Artigo 11º do regulamento académico de 1º ciclo do ISEC, a componente de avaliação laboratorial efetuada com sucesso nos 2 anos letivos anteriores, poderá ser utilizada no corrente ano letivo, ficando os alunos dispensados de repetir a realização dos trabalhos práticos”.

- Durante a realização de testes e exames não é permitido o uso de qualquer dispositivo eletrónico nem qualquer elemento de consulta exceto o formulário que é fornecido. É permitido o uso de uma máquina de calcular não gráfica. A utilização de materiais ou equipamentos não autorizados conduzirá à instauração de um processo de suspeita de fraude.

- No caso de situação de suspeita fundada de fraude detetada na fase de correção de prova, o estudante será convocado para prestação de prova oral para verificação dos conhecimentos e competências demonstradas. Esta verificação é realizada por um júri constituído pelo docente da UC e por mais 2 docentes da mesma área científica. Caso o estudante não comprove ter os conhecimentos e competências demonstrados na prova escrita, a prova ser-lhe-á anulada.

NAO