Fundamentos de Mecânica

– Capacidade de realização de pesquisas, de leitura e de interpretação a análise de conteúdo.

– Capacidade de síntese e de redação de texto

– Conhecimentos informáticos na ótica do utilizador, de redação digital de documentos e da criação de relatórios de trabalho e de apresentação e divulgação.

– Capacidade e motivação para pesquisa, utilização e aplicação de softwares específicos da mecânica das estruturas e sistemas hidráulicos.

– Sentido de cooperação, interajuda, colaboração e espírito de partilha de conhecimentos, com interesse prático para a realização de atividades, individualmente e em grupos de trabalho.

– Motivação, interesse para aquisição de conceitos elementares de física e matemática, tais como: Grandezas e Sistemas de unidades, Noção de vetores e suas características, Noções de força e de princípios de equilíbrio, Bases de trigonometria, a aplicação de conceitos ao estudo da mecânica.

As aulas serão lecionadas em Português, tendo como objeto de trabalho e de aprendizagem dos conteúdos programáticos apresentados. Prevê-se que as aulas tenham, sempre que possível, diferentes momentos na metodologia de transmissão de conhecimentos:

1) acompanhamento da aprendizagem conseguida pelos alunos, esclarecimento de dúvidas e apoio na orientação prática do trabalho e/ou da resolução de exercícios/problemas;

2) apresentação expositiva de conteúdos pelo docente, com eventual resolução pratica de exercícios de exemplo, seguida de discussão entre docente, alunos e grupos de alunos sobre temas e exercícios apresentados.

Utilizar-se-á uma apresentação expositiva durante a explicação dos assuntos teóricos para apoio à aprendizagem com a resolução pratica de exercícios. Os alunos serão incitados a realizar um trabalho prático de interpretação técnico-científica e sobre conteúdos e de abordagem de interpretação prática através de pesquisas individuais e em grupo.

Desde que seja viável, considera-se a possibilidade de, em horário de aulas, ser feita alguma visita a obras ou a estruturas, seja no próprio campus do Instituto ou fora dele. A ocorrer, os alunos serão desafiados a apresentar imagens e descrição das situações verificadas.

Objetivos:

1. Aquisição dos conceitos e ferramentas fundamentais no âmbito da mecânica estrutural e da mecânica dos fluídos, servindo de base para outras unidades curriculares.

2. Compreender a constituição de uma estrutura (elementos, apoios e ligações internas) e as ações que nela podem ocorrer;

3. Conhecer os mecanismos de transferência de ações/cargas em estruturas, e os efeitos da tração, compressão, flexão e corte.

4. Conhecer e aplicar as equações de equilíbrio estático para determinar as reações dos apoios das estruturas reticuladas e a distribuição de esforços internos;

5. Conhecer e compreender as propriedades dos fluidos; conhecer e dominar os conceitos relacionados com a hidrostática;

6. Entender os conceitos da hidro-cinemática; conhecer e aplicar os princípios fundamentais da

hidrodinâmica.

Competências Genéricas:

– Incremento de competências nas áreas da comunicação e de transferência de conhecimento e saber;

– Aplicação e demonstração de capacidades adquiridas por métodos de estudo e de trabalho pessoal em tarefas de caracter individual e em grupo;

– Motivação para utilização de métodos de autoaprendizagem e de desenvolvimento de competências acompanhadas pelos métodos de ensino previstos;

– Aplicação de conhecimentos e compreensão física de fenómenos por interligação técnica, cientifica e pedagógica;

Competências Específicas:

– Adquirir conhecimentos e capacidade de compreensão do comportamento mecânico de estruturas de edifícios e de elementos estruturais

– Fomento das capacidades de observação de situações práticas visando a necessidade de intervenção;

– Incentivo ao desenvolvimento de metodologias de análise e de cálculo como resposta a ações e efeitos em estruturas;

Esta disciplina fornece as bases da Mecânica Newtoniana para que os alunos compreendam os fundamentos da análise e dimensionamento estrutural e de sistemas hidráulicos e da mecânica dos fluídos. Contribui para o seu sucesso em Unidades Curriculares do plano curricular e assim, na aquisição de bases essenciais e capacidade de decisão como futuros profissionais.

Fundamentos de mecânica dos Fluidos

PARTE 1 – Conceitos Fundamentais de Hidráulica

1. Conceitos e propriedades dos fluidos e aplicações

• Conceito de Fluido;
• Forças exteriores;
• Massa e peso específicos;
• Densidade;
• Compressibilidade;
• Viscosidade;
• Tensão de saturação do vapor de um líquido.

2. Hidrostática

• Lei hidrostática de pressões;
• Manómetros;
• Impulsão hidrostática sobre corpos e superfícies.

3. Hidrocinemática e princípios fundamentais da hidrodinâmica

• Trajetórias e linhas de corrente;
• Classificação dos escoamentos;
• Equação da continuidade;
• Teorema de Bernoulli;
• Linhas piezométrica e de energia;
• Camada limite;
• Separação do escoamento.

Fundamentos de mecânica estrutural

PARTE 2 – Conceitos Fundamentais

1. Incentivo ao conhecimento: grandes estruturas para grandes e pequenas obras

2. Tipologia de estruturas na conceção e construção e tecnologia dos materiais

3. Noções fundamentais para avaliação, conceção e dimensionamento de estruturas

PARTE 3 – Aplicação dos fundamentos da mecânica estrutural

1. Análise de apoios e calculo de reações, em treliças, elementos lineares e em estruturas planas

2. Estudo sobre cálculo de treliças (métodos de avaliação)

3. Estudo e análise de elementos e de estruturas isostáticas planas

NAO

Fundamentos de Mecânicas dos Fluídos:

– QUINTELA, A. C. – Hidráulica, Fundação Calouste Gulbenkian.

– LENCASTRE, A. – Hidráulica Geral, Edição do Autor.

– NOVAIS-BARBOSA, J. – Mecânica dos Fluidos e Hidráulica Geral, Vols.1 e 2, Porto Editora.

– MASSEY, B. S. – Mecânica dos Fluidos, Fundação Calouste Gulbenkian.

Fundamentos de Mecânica Estrutural:

– BEER, F.; JOHNSTON, R. Jr.; EISENBERG, E. – Mecânica Vectorial para Engenheiros – Estática (7.ª edição),

McGraw-Hill,ISBN 978-85-8055-046-7. Portugal, 2006.

– ENGEL, Heino – Sistemas de estructuras. 1ª edición, 3ª tirada. ISBN: 84-252-1800-4. Barcelona. 2003

– FREY, F. – Analyse des strucutres et millieux continus – Statique appliqué. Traité de Génie Civil de l’Écolepolytechnique fédérale de Lausanne, Vol. 1, Presses polytechniques et universitaires romandes, 1994.

– HIBBELER, R. C. Estática. 12ª ed. – Pearson Prentice Hall. ISBN 978-85-7605-815-1. São Paulo, Brasil, 2011.

– MERIAN, J.L., Kraige, L.G. – Engeneering Mechanics – Volume 1: Statics”, John Wiley & Sons, Inc. Seventh Edition.ISBN: 978-0-470-61473-0. 2006

– MUVDI, B.; AL-KHAFAJI, A.; McNABB J. – Statics for Engineers, Springer-Verlag, ISBN 0-387-94779-5. New York, 1997.

– REBELLO, Yopanan – A concepção estrutural e a arquitectura ISBN 85-85570-03-2. Yopanan Conrado Pereira Rebello. São Paulo. Zigurate Editora, 2000.

– RILEY, W.F.; STURGES, L.D. – Engineering mechanics: statics. John Wiley & Sons, 1996.

– ROCHA, G. – O caminho das forças e a concepção estrutural. Apresentação. MAM – Rio de Janeiro.