FIS 121 - FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL I-E

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Ementa:

Estuda-se, a nível básico, a mecânica newtoniana, enfocando-se a cinemática e a dinâmica das partículas e dos corpos e as leis de conservação e de interação gravitacional. Discutem-se as transformações entre sistemas de referência e a mecânica relativística. Visa introduzir ao estudante o método científico, familiarizando-o com os métodos de medida, fornecendo-lhes os conhecimentos da mecânica clássica, desde o movimento de uma e duas dimensões, passando por dinâmica, cinemática e dinâmica de rotação e estática até gravitação, tão necessárias para a sua formação básica. No laboratório, ele observa, mede, analisa e comprova fenômenos da natureza. Em aulas teóricas e de exercícios, os conceitos envolvidos são fixados e estendidos a outros fenômenos que complementam o conteúdo da disciplina.

Objetivos : 

Dar ao aluno uma visão preliminar da mecânica clássica de tal modo que ele reconheça as idéias básicas nas quais ela está baseada, por exemplo, as leis de Newton e as leis de conservação.

Metodologia :

O curso é ministrado em 4 horas de aulas teóricas complementadas com exercícios e 2 horas de laboratório. A avaliação é feita através de três provas teóricas e mais duas de laboratório.

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Bibliografia  Principal: 

Teoria:

  • HALLIDAY, D; RESNICK, R. WALKER, J.,2006; Fundamentos de Física - Mecânica, Vol 1, 7ª ed. LTC - Livros Técnicos e Científicos Editora, 358 pp.
  • HALLYDAY, D.; RESNICK, R.; KRANE, K.S., Física 1, 5ª Ed. LTC – Livros Técnicos e Científicos Editora, 2002 - Rio de Janeiro
  • MCKELVEY, J. P.; GROTCH, H.. Física, vol. 1. Harper & Row do Brasil, 1979
  • TIPLER, PAUL A; Física vol. 1 – 4ª ed. LTC – Livros Técnicos e Científicos Editora, 2000 - Rio de Janeiro
  • Outros livros recomendados:

  • NUSSENZVEIG, H. M. Curso de Física Básica, vol. 1, 3ª ed., 1997 - Editora Edgard Blücher Ltda.
  • ALONSO, M. S. e FINN, E. S., Física, vol. 1. - Pearson Brasil
  • SERWAY, R. A . – Física 1, 3ª Ed. LTC – Livros Técnicos e Científicos Editora, 1996 - Rio de Janeiro
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     Conteúdo Programático: [ PDF ]

    Parte Teórica:

  • Cálculo Vetorial. Adição de vetores, método geométrico. Adição de vetores, método analítico. Multiplicação de vetores. Vetores unitários.
  • Cinemática da Partícula. Deslocamento e velocidade média. Conceito de velocidade e aceleração instantânea como processo limite. Movimento unidimensional – aceleração constante. Corpos em queda livre. Movimento no plano com aceleração constante. Movimento de um projétil. Movimento circular uniforme. Velocidade e aceleração relativas.
  • Dinâmica da Partícula. Forças básicas da natureza. Leis de Newton. Sistema de unidades mecânicas. Algumas aplicações das leis de Newton. Dinâmica do movimento circular. Referencial acelerado e forças de inércia. Utilização das leis de Newton em referenciais não inerciais. Os princípios da Relatividade de Galileu e Einstein.
  • Trabalho, Energia e Conservação da Energia - Trabalho realizado por uma força constante. Trabalho de uma força variável – casos unidimensional e bidimensional. Energia cinética e Teorema do trabalho–Energia. Potência Forças conservativas. Energia potencial. Sistemas conservativos unidimensionais, bi e tridimensionais. Forças não conservativas e a conservação de energia.
  • Momento Linear e Conservação do Momento Linear. Centro de massa. Movimento do centro de massa. Momento linear de uma partícula e de um sistema de partículas. Conservação do momento linear. Algumas aplicações do princípio de conservação do momento linear. Sistemas de massa variável. Impulso e momento linear. Colisões em uma, duas e três dimensões.
  • Cinemática e Dinâmica do Corpo Rígido – As variáveis cinemáticas de rotação. Rotação com aceleração angular constante. Grandezas vetoriais na rotação. Relação entre cinemática linear e cinemática angular de uma partícula em movimento circular – formas escalar e vetorial. Momento de inércia. Torque sobre uma partícula e de um sistema de partículas. Energia cinética de rotação de um corpo rígido. Movimento combinado de translação e rotação de um corpo rígido. Rolamento sem e com deslizamento. Momento angular e velocidade angular. Conservação do momento angular.
  • Equilíbrio dos corpos rígidos - Centro de gravidade. Equilíbrio estável, instável e indiferente dos corpos rígidos em um campo gravitacional.
  • Teoria da Gravitação. As leis de Kepler. A lei da gravitação de Newton. Energia potencial gravitacional. O campo gravitacional. Movimento de planetas e satélites.
  • Parte Experimental:

  • Teoria de erros. Medidas físicas. Máquinas simples. Distribuições aleatórias. Equilíbrio estático de uma barra. Análise de uma experiência I; Análise de uma experiência II. Elasticidade de uma mola espiral. Pêndulo simples. Pêndulo físico. Movimento de rotação.

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