Curso

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.

Regulamento de Ensino de Graduação:

Bibliografia  Principal:

Teoria:

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

Outros livros recomendados:

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

Conteúdo Programático: 

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.

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.