Física do Ambiente

Conhecimentos fundamentais de matemática (ao nível do 12.º ano).

A unidade curricular compreende:

– 1 aula teórica de 1 hora por semana, onde o professor da matriz teórica expõe sumariamente os conteúdos programáticos da disciplina;

– 1 aula teorico-prática de 1 hora por semana, onde o professor aplica os  conceitos físicos apresentados na aula teórica à compreensão de exemplos práticos pertencentes ao universo do profissional de Saúde Ambiental, e introduz o aluno à aplicação desses conceitos na resolução de problemas;

– 1 aula teorico-prática de 1 hora por semana, onde os alunos procedem à resolução acompanhada de exercícios de aplicação prática formulados no âmbito do universo do profissional de Saúde Ambiental com o intuito de clarificar e relacionar os assuntos abordados na componente teórica, bem como de conferir competências efectivas na análise e resolução de problemas reais.

A disciplina de Física do Ambiente tem como objetivo dotar os alunos do curso de Saúde Ambiental com uma base sólida no que respeita a conceitos fundamentais de Física com aplicação no futuro desempenho da sua profissão.

Conhecimentos a adquirir pelo estudante:

Pretende-se que os alunos se familiarizem com conceitos e leis fundamentais das áreas temáticas da Mecânica, Acústica, Hidráulica,  Termodinâmica, Eletricidade, Radiações Eletromagnéticas e da Radioatividade;

Aptidões a adquirir pelo estudante:

– Aplicar as leis e conceitos físicos na resolução de problemas;

– Utilizar as leis e conceitos da Física para explicar os fenómenos naturais, com ênfase para aqueles diretamente relacionados com os riscos físicos em contexto laboral;

– Aplicar os mecanismos intelectuais de compreensão e rigor subjacentes ao método científico, que transparecem no campo da Física;

Competências a adquirir pelo estudante:

– Utilizar criticamente ferramentas de cálculo (ex. Excel) e equipamento/software de aquisição/processamento de dados na quantificação/medição de grandezas físicas;

– Comunicar, de forma efetiva, recorrendo corretamente aos conceitos e leis da Física; 

1 – Elementos de física clássica e aplicações(3h T + 6h TP)

1.1 Unidades e conversão de unidades e dimensões das grandezas físicas

1.2 Leis de Newton

1.3 Princípios de mecânica de fluidos e hidrodinâmica

1.4 Forças dissipativas: o atrito

1.5 Forças de arrasto; arrasto de superfície e de forma

1.6 Sedimentação e velocidade de sedimentação

2 – Energia (2h T + 4h TP)    

2.1 Energia cinética, energia potencial, trabalho

2.2 Princípio da conservação da energia

2.3 Forças dissipativas, potência e rendimento energético

2.4 Produção vs. transferência de energia

3 – Calor, energia térmica e termodinâmica (1h T + 2h TP)              

3.1 Temperatura e calor, capacidade calorífica e calor específico

3.3 As leis da termodinâmica

3.4 Processos de transferência de energia térmica

4 – Electricidade (2h T + 6h TP)

4.1 Força eléctrica, campo eléctrico, potencial

4.2 Lei de Ohm; circuitos eléctricos simples

4.3 Corrente contínua vs corrente alterna; condensadores

4.4 Bioelectricidade: potencial de acção e propagação do estímulo

4.5 Segurança eléctrica

4.6 Produção de energia eléctrica: centrais termoeléctricas, hidroeléctricas, eólicas, energia das ondas e das marés

5 – Radiação electromagnética            (1 h T + 2h TP)

5.1 Espectro electromagnético

5.2 Fotões e energia da radiação electromagnética

5.3 Produção de energia eléctrica: painéis fotovoltaicos

5.4 Interacção da radiação electromagnética com a matéria biológica

6 – Radioactividade e energia nuclear (2h T + 4h TP)

6.1 As forças fundamentais da natureza

6.2 Introdução à física nuclear e às propriedades do núcleo atómico

6.3 Isótopos estáveis e instáveis: decaimento beta, decaimento alfa e cisão nuclear

6.4 Lei do decaimento radioactivo

6.5 Produção de energia em centrais nucleares

6.6 Utilização das propriedades nucleares em imagiologia clínica e impacto ambiental

7 – Acústica (2h T + 2h TP)

7.1 Movimentos ondulatórios – conceito de onda e sua caracterização qualitativa; frentes de onda; ondas periódicas: amplitude, frequência, comprimento de onda e velocidade de propagação

7.2 Ondas sonoras – quantidades físicas usadas na sua descrição: pressão acústica, densidade do meio, elongação e velocidade das partículas; sons puros; quantificação do som: energia sonora, intensidade sonora, nível de intensidade; propagação do som: velocidade do som, lei do inverso do quadrado da distância

7.3 Sistemas acústicos – impedância característica específica de um meio; reflexão e transmissão numa fronteira

7.4 Instrumentação em acústica: medida da intensidade sonora; princípios físicos do funcionamento de microfones e altifalantes

NAO

Bibliografia Principal:

TIPLER e MOSCA, Física para Cientistas e Engenheiros (5ª ed.) – volumes 1, 2 e 3

Editora: LTC – Livros Técnicos e Científicos Editora Lda

Ano de Edição: 2006

GIANCOLI, Physics: Principles with Applications, Global Edition

Editora: Pearson Education

Ano de Edição: 2015

DURÁN, Biofísica – Fundamentos e Aplicações

Editora: Makron Books / Prentice Hall

Ano de Edição: 2003

Bibliografia Secundária:

CLARE SMITH, Environmental Physics

Editora: Routledge Edt., NY

Ano de Edição: 2001

John Monteith e Mike Unsworth, Principles of Environmental Physics

Editora: Academic Press

Ano de Edição: 2013