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 o 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. Serão indicados outros exercícios de aplicação para estudo autónomo 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.

Desenvolver o conhecimento e capacidade de compreensão no domínio da Física, apoiando-se nos conhecimentos de nível secundário e em textos adequados e atualizados, de autores internacionais. A compreensão dos conhecimentos adquiridos é promovida pela realização de exercícios teórico-práticos e aplicada nos laboratórios, que desenvolvem uma atitude profissional face ao trabalho. O aluno é chamado a envolver-se em situações de índole prática (laboratórios) ou teórico-prática (exercícios escritos) em que deve realizar julgamentos e tomar decisões. As matérias lecionadas constituem em grande medida conceitos-base da literacia técnico-científica, relevantes para a compreensão da Natureza e com aplicação nos processos de comunicação de ideias com base científica. A realização de trabalhos laboratoriais em grupo permite exercitar a troca interpessoal de ideias, e a discussão de problemas e soluções.

1. Sistemas de unidades e cálculo vetorial.

Grandezas e unidades fundamentais do S.I.
Unidades derivadas do S.I..
Equações das dimensões.
Múltiplos e submúltiplos.
Sistemas de unidades.
Conversão de unidades.
Notação científica e algarismos significativos.

Grandezas escalares e vetoriais.
Representação de vetores.
Soma e subtração analítica e gráfica de vetores.
Versor.
Projeção de um vetor.
Produto escalar e produto vetorial de vetores.
Produto misto de 3 vetores.

2. Dinâmica de rotação

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.
• Medida da velocidade da luz e distanciometria ótica.

NAO

Recomendada

Paul A. Tipler, Gene Mosca, Física para cientistas e engenheiros, 5ª ed, Rio de Janeiro : LCT Editora, 2006.
5-1-189 (ISEC) V.1º v. – 14215
5-1-190 (ISEC) V.2º v. – 14210

BUECHE, Frederick J., HECHT, Eugene (2001). Física (9ª ed). Lisboa [etc.] : McGraw-Hill
5-1-192 (ISEC) – 14212. – Ex. repetido

Complementar

RESNICK, Robert, HALLIDAY, David, (1983). Física (4ª ed.). Rio de Janeiro : Livros tècnicos e Científicos
5-1-102/1055-1-119/122 (ISEC) (ISEC)
5-1-102 (ISEC) V.1º v. – 08013. – Ex. repetido
5-1-104 (ISEC) V.3º v. – 08015. – Ex. repetido

 SERWAY, Raymond A. (1996). Física para cientistas e engenheiros com física moderna (3ª ed). Rio de Janeiro : LTC Editora
5-1-152/155 (ISEC)

ALONSO, Marcelo, FINN, Edward J. (1999). Física. Madrid : Addison-Wesley Iberoamericana España, S.A
5-1-129 (ISEC) – 11045. – Ex. repetido

Apontamentos vários elaborados pelos docentes.