Conhecimentos de Base Recomendados
Fisica e Matemática
Métodos de Ensino
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.
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. Adicionalmente, serão utilizadas metodologias ativas de ensino, com recurso a plataformas como o Jamboard, Mentimeter, Kahoot, entre outras.
Resultados de Aprendizagem
O objetivo desta unidade curricular é 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.
No final desta unidade curricular o aluno deverá ser capaz de executar diagramas de corpo livre de um corpo rígido submetido a vários sistemas de forças. Aplicar as equações de equilíbrio estático. Aplicar o método das secções no projecto de sistemas recticulados planos. Analisar o atrito em vários elementos de máquinas. Calcular os centros de gravidade de linhas, áreas e volumes. Determinar os momentos de inércia, produtos de inércia, eixos principais e momentos principais de inércia de áreas.
Programa
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 reacções. 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. Chumaceiras radiais – atrito em veios. Chumaceiras axiais – atrito em discos. Resistência ao rolamento – atrito em rodas. Atrito em correias.
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. Momentos e produtos de inércia de massas. Momentos e produtos de inércia de um corpo.
Docente(s) responsável(eis)
Estágio(s)
NAO
Bibliografia
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.