Mecânica Aplicada

Física e Matemática

Aulas teóricas

Nas aulas teóricas é utilizado o método expositivo. O conteúdo é exposto através da utilização conjunta do quadro branco e de apresentações em PowerPoint. São promovidas discussões sobre os conteúdos apresentados e a participação ativa de cada aluno é objeto de avaliação. 

Será ainda implementada a metodologia de aprendizagem invertida, associada à instrução entre pares em algumas aulas selecionadas.

Aulas teórico-práticas

Nas aulas teórico-práticas é utilizado o método de aprendizagem baseada em problemas. Os alunos resolvem em aula exercícios tipo onde efectuam a aplicação dos conteúdos expostos nas aulas teóricas. 

Tal como na aulas teóricas, será experimentado a implementação da metodologia de aprendizagem invertida, associada à instrução entre pares em algumas aulas selecionadas.

Esta unidade curricular pretende transmitir aos alunos os conceitos e ferramentas fundamentais no âmbito da física aplicada à Engenharia Mecânica, nomeadamente no campo da estática. Pretende-se que o conteúdo lecionado sirva de preparação de base para outras unidades curriculares, nomeadamente, à Resistência dos Materiais e aos Órgãos de Máquinas.

Assim, no final desta unidade curricular o aluno deverá ser capaz de:

A. Transformar sistemas de forças em sistemas equivalentes
B. Analisar e resolver sistemas com corpos rígidos em equilibro
C. Caracterizar sistemas reticulados planos e aplicar métodos de resolução adequados para o cálculo dos esforços a que estão sujeitos
D. Compreender e aplicar as leis do atrito a elementos de máquinas
E. Aplicar o Círculo de Mohr a superfícies compostas

1. Sistemas de forças

Introdução. Tipos de forças: definições e unidades. Princípios da estática. Momento e coordenadas de uma força. Momento de uma força em relação a um ponto. Variação do centro de redução. Momento de uma força em relação a um eixo. Binários. Conceito físico de momento. Sistemas de forças: Propriedades e coordenadas. Variação do centro de redução. Teorema de Varignon

2. Equilíbrio de corpos rígidos

Equações de equilíbrio. Diagramas do corpo livre. Tipos de ligações e reações. Equilíbrio de sistemas planos. Equações de equilíbrio. Equilíbrio de sistemas tridimensionais.

3. Sistemas reticulados planos

Estruturas reticuladas espaciais. Noção de sistema reticulado. Classificação de sistemas reticulados. Determinação da estaticidade dum sistema. Estaticidade interior, exterior e geral. Sistemas triangulados. Resolução de sistemas reticulados planos. Método dos nós. Método de Ritter. Descrição e aplicações do método. Barras excedentes.

4. Atrito

Introdução. Ângulos de atrito. Coeficientes de atrito. Leis do atrito seco. Cunhas. Parafusos de rosca quadrada. 

5. Geometria de massas

Centros de gravidade. Centro de gravidade de um corpo bidimensional. Centros de gravidade de áreas e linhas. Centro de gravidade de áreas compostas. Teoremas de Guldin ou de Pappus. Centros de gravidade de volumes. Momentos de inércia – Definição. Raio de giração. Transposição de eixos paralelos – teorema de Steiner. Momentos de inércia de superfícies compostas. Produtos de inércia. Eixos principais e momentos principais de inércia. Círculo de Mohr. 

NAO

Recomendada

TORRES, J. C. (1999). Mecânica I, Textos Pedagógicos. ISEC (disponivel na Seção de Textos do ISEC)

BRANCO, R. S. (2008). Problemas de Mecânica Aplicada. ISEC (disponivel nas plataformas académicas Moodle e InforEstudante)

BEER, F., JOHNSTON, R., & EISENBERG, E. (1998). Mecânica Vectorial para Engenheiros – Estática (6ª ed.). Portugal: McGraw-Hill (disponivel na Biblioteca do ISEC: 5-5-43)

BEER, F., JOHNSTON, R., MAZUREK, D., & EISENBERG, E. (2010). Vector Mechanics for Engineers (9ª ed.). New York: McGraw-Hill (disponivel na Biblioteca do ISEC: 5-5-61)

Complementar

MUVDI, B., AL-KHAFAJI, A., & McNABB, J. (1997). Statics for Engineers. New York: Springer-Verlag (disponivel na Biblioteca do ISEC: 5-5-41)

BEDFORD, A., & FOWLER, W. (2008). Engineering Mechanics – Statics (5ª ed.). Addison-Wesley (disponivel na Biblioteca do ISEC: 5-5-59)

MERIAN, J. (1994). Estática (2ª ed.). LTC – Livros Técnicos e Científicos.