UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA
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UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA Centro de Ciências Tecnológicas Disciplina: Física Geral I (FGE1001) Semestre: 2015/01 Prof. Julio César Sagás IDENTIFICAÇÃO Cursos: Licenciaturas em Física, Matemática e Química Disciplina: Física Geral I (FGE1001) Semestre letivo: 2015/1 Carga horária teórica: 108 horas-aula Carga horária prática: 0 horas-aula EMENTA Grandezas físicas. Representação vetorial. Sistemas de unidades. Cinemática e dinâmica da partícula. Trabalho e energia. Conservação de energia. Sistemas de partículas. Colisões. Cinemática e dinâmica de rotações. Equilíbrio de corpos rígidos. Gravitação. OBJETIVO GERAL Identificar e entender a descrição de fenômenos naturais através da aplicação de modelos matemáticos, conceitos e grandezas físicas. Compreender e utilizar esta metodologia no estudo da Física básica, numa abordagem clássica, de fenômenos mecânicos. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Grandezas físicas. Representação vetorial. Sistemas de unidades: Conceituar o que são grandezas físicas. Identificar grandezas físicas escalares e vetoriais. Representar vetorialmente grandezas físicas. Comparar a magnitude de uma grandeza física. Representar corretamente as unidades de uma grandeza. Realizar transformações de unidades. Cinemática e dinâmica da partícula: Definir velocidade. Definir aceleração. Descrever matematicamente o movimento de partículas no espaço. Determinar as causas do movimento. Compreender as leis de Newton e relacioná-las com o movimento. Aplicar as leis de Newton a situações práticas. Trabalho e energia. Conservação de energia: Construir o conceito de trabalho. Relacionar o trabalho com a variação de energia cinética. Definir energia potencial. Compreender a relação entre energia cinética e energia potencial em sistemas mecânicos. Estudar e aplicar o princípio de conservação de energia. Resolver problemas de dinâmica com base nos conceitos de energia. Sistemas de partículas. Colisões: Definir o que são sistemas de partículas discretos e contínuos. Calcular o centro de massa de uma distribuição de partículas. Definir momento linear. Compreender o teorema impulso-momento linear. Relacionar a conservação do momento linear com a terceira lei de Newton. Estudar colisões com base na conservação do momento linear. Cinemática e dinâmica de rotações: Conceituar corpo rígido. Diferenciar corpo rígido de partícula. Descrever matematicamente o movimento de rotação de corpos rígidos no espaço. Determinar as causas da rotação. Relacionar torque e aceleração angular. Definir rolamento e descrevê-lo. Definir momento angular. Relacionar o do momento angular com o torque. Estudar colisões com base na conservação do momento angular. Equilíbrio de corpos rígidos: Aplicar as leis de Newton para estudar o equilíbrio de corpos rígidos. Definir centro de gravidade. Definir elasticidade, tração, compressão, cisalhamento e pressão. UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA Centro de Ciências Tecnológicas Disciplina: Física Geral I (FGE1001) Semestre: 2015/01 Prof. Julio César Sagás Gravitação: Enunciar a lei da Gravitação Universal. Relacionar a lei da gravitação com a aceleração da gravidade. Descrever o movimento de satélites. Calcular a velocidade de escape. Diferenciar massa inercial de massa gravitacional. Identificar a origem da força gravitacional. CRONOGRAMA N O Data Dia 1 20/02 sex 2 3 23/02 25/02 seg qua 4 27/02 sex 5 6 7 02/03 04/03 06/03 seg qua sex 8 9 10 11 12 09/03 11/03 13/03 16/03 18/03 20/03 seg qua sex seg qua sex 13 14 15 16 17 18 19 20 23/03 seg 25/03 qua 27/03 sex 30/03 seg 01/04 qua 03/04 sex A MARCAR 06/04 seg 08/04 qua 21 22 10/04 13/04 sex seg 23 24 15/04 17/04 20/04 22/04 24/04 27/04 29/04 qua sex seg qua sex seg qua 25 26 27 28 Assunto INTRODUÇÃO À FÍSICA Apresentação da disciplina. Objetos de estudo da Física. Grandezas físicas, grandezas escalares e vetoriais, sistemas de unidas, sistema internacional, conversão de unidades. Notação científica, algarismos significativos Vetores. Soma vetorial. Componentes de vetores. Vetores unitários. Produto de vetores. CINEMÁTICA DO PONTO MATERIAL Movimento unidimensional: Ponto material, Referencial, Trajetória, Deslocamento escalar, velocidade e aceleração média. Posição instantânea, velocidade e aceleração instantânea, equações de movimento. Aceleração constante. Movimentos verticais. Revisão e exercícios Movimento em duas e três dimensões: Vetor deslocamento, vetor velocidade e vetor aceleração média. Vetor posição instantânea, vetor velocidade instantânea e vetor aceleração instantânea. FERIADO - ANIVERSÁRIO DE JOINVILLE Movimento de projéteis. Movimento circular. Velocidade relativa. Revisão e exercicios PRIMEIRA AVALIAÇÃO DINÂMICA DO PONTO MATERIAL Força e interações. Inércia e Massa. Leis de Newton. Força Peso. Força normal. Força elástica. Tração em cabos. Revisão e exercícios. Forças de Atrito. Aplicações das Leis de Newton FERIADO - SEXTA-FEIRA SANTA Aplicações das Leis de Newton Revisão e exercícios SEGUNDA AVALIAÇÃO TRABALHO E ENERGIA Trabalho e energia cinética. Trabalho realizado por força constante. Trabalho realizado por força variável. Trabalho de força peso. Trabalho da força elástica. Potência. Revisão e exercícios. Forças conservativas e dissipativas. FERIADO ESCOLAR Energia potencial. Energia potencial gravitacional. Energia potencial elástica. Leis de conservação. Conservação de energia. Revisão e exercícios TERCEIRA AVALIAÇÃO UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA Centro de Ciências Tecnológicas Disciplina: Física Geral I (FGE1001) Semestre: 2015/01 Prof. Julio César Sagás 01/05 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 sex FERIADO - DIA DO TRABALHO SISTEMA DE PARTÍCULAS, MOMENTO LINEAR E COLISÕES 04/05 seg Centro de massa. 06/05 qua Momento linear e impulso. Conservação do momento linear. 08/05 sex Colisões elásticas e inelásticas em uma dimensão. 11/05 seg Colisões elásticas e inelásticas em duas dimensões. A MARCAR Revisão e exercícios 13/05 qua Revisão e exercícios 15/05 sex QUARTA AVALIAÇÃO CINEMÁTICA E DINÂMICA DO MOVIMENTO ANGULAR 18/05 seg Cinemática da rotação. Cinemática do corpo rígido. 20/05 qua Relação entre cinemática angular e cinemática linear 22/05 sex Energia cinética de rotação. Momento de Inércia. Teorema dos eixos paralelos. 25/05 seg Torque e a segunda lei de Newton para rotações. Trabalho, energia e potência no movimento angular. 27/05 qua Revisão e exercícios 29/05 sex Rolamento. Energia em um rolamento. Forças de rolamento 01/06 seg Momento Angular. 03/06 qua Conservação do momento angular. Precessão. 05/06 sex FERIADO ESCOLAR 08/06 seg Revisão e exercícios 10/06 qua QUINTA AVALIAÇÃO EQUILÍBRIO, ELASTICIDADE E GRAVITAÇÃO 12/06 sex Condições de equilíbrio. Centro de gravidade. Equilíbrio de corpos rígidos. A MARCAR Revisão e Exercícios 15/06 seg Elasticidade e Plasticidade. Tensão, deformação e módulos de elasticidade. Cisalhamento. 17/06 qua Revisão e exercícios. 19/06 sex Lei da Gravitação. 22/06 seg Energia potencial gravitacional 24/06 qua Leis de Kepler 26/06 sex Revisão e exercícios 29/06 seg SEXTA AVALIAÇÃO 06/07 seg EXAME * O cronograma está sujeito a alterações durante o semestre BIBLIOGRAFIA BÁSICA SEARS & ZEMANSKY – YOUNG & FREEDMAN – Física I – Mecânica – Editora Pearson Education do Brasil. – 12a Edição (2003). HALLIDAY, David,; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos de física, vol. 1. 8. ed. Rio de Janeiro: LTC, 1996. NUSSENZVEIG, H. Moysés. Curso de física básica, vol. 1. 4. ed. rev. São Paulo: Edgard Blücher, 2009-2012. SEARS & ZEMANSKY – YOUNG & FREEDMAN – Física II – Termodinâmica e Ondas – Editora Pearson Education do Brasil. – 12a Edição (2003). BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR ALONSO, M.. FINN, E.. Física. São Paulo: Addison Wesley, 1999. SERWAY, Raymond A; JEWETT, John W. Princípios de física, vol. 2. 1. ed. São Paulo: Pioneira Thomson Learning, 2004-2012. HALLIDAY, David,; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos de física, vol. 2. 4. ed. Rio de Janeiro: LTC, 1996. UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA Centro de Ciências Tecnológicas Disciplina: Física Geral I (FGE1001) Semestre: 2015/01 Prof. Julio César Sagás HALLIDAY, David,; RESNICK, Robert; KRANE, Kenneth S. Física, vol.1 . 5. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2003-2013. CHAVES, Alaor. Física básica: gravitação : fluidos : ondas : termodinâmica. Rio de Janeiro: LTC, 2007. TIPLER, Paul A.; MOSCA, Gene. Física para cientistas e engenheiros. 6. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2009-2012. AVALIAÇÃO A avaliação será feita por meio de seis provas escritas individuais. A média semestral será a média aritmética simples das provas. CRITÉRIOS DE AVALIAÇÃO Para avaliação das provas e relatórios, os seguintes critérios serão adotados: - Domínio dos conceitos físicos; - Precisão e clareza dos cálculos matemáticos; - Clareza de raciocínio e expressão de ideias; - Correta utilização e apresentação das grandezas físicas e suas unidades; CÁLCULO DA MÉDIA FINAL Para aprovação sem exame: M f M s 7,0 , onde Mf é a média final e Ms é a média semestral. Se Ms < 7,0, o aluno realizará um exame onde a condição para aprovação é dada por: Mf (6,0M s 4,0 N e ) 5,0 10 Sendo Ne a nota do exame. LISTA DE EXERCÍCIOS SUGERIDOS Duas listas de exercícios são aqui sugeridas. Uma referente ao livro dos autores Sears & Zemansky e outra referente ao livro dos autores Halliday & Resnick. Os exercícios propostos são representativos do conteúdo a ser estudado em sala. Sendo sugestões, o aluno deve se sentir livre para escolher os exercícios que julgar mais apropriados, seja fazendo um número maior do que o desta lista ou um número menor. Como método de estudo, propõe-se que antes de iniciar os exercícios o aluno leia os capítulos, refaça todas as deduções matemáticas, disserte sobre a teoria e estude os exemplos. É imprescindível compreender os conceitos e as equações antes de aplicá-las. Em casos de dúvidas o aluno pode procurar o monitor de FGE1001, o professor ou qualquer outro que julgar apropriado. Como complemento a estas listas, sugere-se fortemente que os alunos tentem resolver os exercícios do livro Curso de Física Básica, vol. 1 do autor Moysés Nussenzveig, por serem em menor número e com grau de dificuldade mais elevado. EM TODOS OS CAPÍTULOS, OS ALUNOS DEVEM TENTAR RESPONDER AS PERGUNTAS ANTES DA SEÇÃO DE EXERCÍCIOS. UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA Centro de Ciências Tecnológicas Disciplina: Física Geral I (FGE1001) Semestre: 2015/01 Prof. Julio César Sagás Lista I - Sears CAPÍTULO 1: 1, 2, 3, 6, 7, 8, 9, 11, 12, 13, 14, 17, 19, 25, 30, 32, 33, 34, 36, 44, 48, 51, 52, 57, 58, 61, 67, 75, 76, 89, 90, 92, 98, 102 CAPÍTULO 2: 1, 4, 7, 8, 9, 10, 12, 14, 16, 18, 19, 21, 23, 25, 27, 29, 31, 32, 34, 35, 38, 40, 41, 50, 51, 52, 53, 55, 62, 66, 73, 74, 75, 77, 78, , 87 CAPÍTULO 3: 1, 3, 4, 5, 7, 9, 12, 14, 16, 17, 18, 20, 21, 27, 29, 31, 32, 33, 35, 36, 38, 39, 41, 42, 45, 47, 54, 56, 58, 59, 63, 67, 70, 75, 77, 81 CAPÍTULO 4: 1, 4, 6, 7, 12, 13, 14, 16, 17, 21, 24, 27, 28, 30, 34, 39, 42, 43, 45, 52, 54, 58, 59, 60, 61, 62 CAPÍTULO 5: 1, 2, 4, 8, 9, 10, 11, 14, 17, 19, 24, 26, 27, 28, 34, 35, 36, 37, 43, 45, 49, 52, 53, 61, 62, 65, 66, 67, 69, 72, 86, 87, 91, 94, 99, 104, 114, 115, 117, 118 CAPÍTULO 6: 1, 3, 5, 8, 10, 12, 13, 17, 18, 26, 27, 28, 31, 32, 37, 43, 45, 48, 51, 52, 59, 63, 64, 67, 73, 74, 81, 82, 99, 104 CAPÍTULO 7: 1, 5, 8, 9, 11, 14, 15, 17, 18, 25, 26, 28, 31, 34, 37, 38, 42, 43, 46, 40, 50, 55, 63, 64, 65, 67, 74, 77, 83, 85, 86, 87 CAPÍTULO 8: 1, 4, 7, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 20, 22, 29, 37, 39, 41, 43, 44, 46, 47, 50, 51, 55, 57, 59, 61, 63, 68, 69, 71, 75, 77, 78, 88, 92, 100, 106, 108, 111, 113, 116 CAPÍTULO 9: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9, 11, 15, 19, 20, 21, 23, 28, 31, 33, 34, 37, 39, 43, 49, 51, 54, , 57, 60, 62, 63, 65, 66, 67, 70, 72, 79, 85, 86, 89, 92 CAPÍTULO 10: 1, 2, 3, 4, 5, 9, 10, 13, 16, 18, 20, 21, 22, 23, 25, 26, 29, 30, 33, 35, 36, 37, 38, 40, 41, 44, 48, 49, 50, 55, 57, 64, 70, 74, 75, 76, 83, 88, 90, 91, 98, 100 CAPÍTULO 11: 2, 3, 5, 8, 11, 12, 13, 14, 16, 18, 19, 20, 21, 23, 25, 26, 28, 32, 34, 36, 37, 39 40, 41, 45, 47, 48, 49, 51, 52, 56, 66, 73, 74, 75, 83, 86, 87, 90, 97 CAPÍTULO 12 (vol. 2): 1, 2, 6, 9, 13, 14, 19, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 36, 38, 40, 41, 43, 44, 49, 55, 57, 61, 64, 68, 71, 73, 74, 82, 87 OBSERVAÇÕES: - A numeração refere-se à décima segunda edição do livro Física I - Mecânica, exceto o capítulo 12 que se refere ao livro Física II - Termodinâmica e Ondas. UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA Centro de Ciências Tecnológicas Disciplina: Física Geral I (FGE1001) Semestre: 2015/01 Prof. Julio César Sagás Lista II - Halliday CAPÍTULO 1: 1, 5, 6, 7, 9, 10, 13, 18, 19, 20, 30. CAPÍTULO 2: 1, 2, 4, 9, 10, 11, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 21, 24, 28, 30, 35, 40, 43, 44, 45, 47, 50, 54, 64, 80, 87, 93, 104, 108, 109, 112 CAPÍTULO 3: 6, 8, 63, 72 CAPÍTULO 4: 1, 5, 25, 26, 27, 33, 35, 41, 43, 45, 57, 67, 109, 116, 124 CAPÍTULO 5: 1, 2, 7, 11, 12, 15, 16, 17, 21, 23, 25, 29, 33, 44, 46, 52, 55, 57, 59, 60, 61, 63, 65, 67, 68, 69, 78, 79, 81, 82, 94, 98, 101 CAPÍTULO 6: 2, 3, 6, 8, 10, 16, 17, 18, 23, 25, 29, 31, 35, 37, 39, 41, 47, 53, 55, 56, 57, 59, 69, 72, 74, 83, 87, 92, 97, 109 CAPÍTULO 7: 1, 2, 3, 4,5, 9, 15, 18, 24, 25, 31, 33, 35, 39, 41, 42, 47, 53, 54, 57, 65, 71, 79. CAPÍTULO 8: 1, 3, 4, 5, 7, 8, 9, 11, 12, 13, 15, 17, 19, 21, 24, 27, 28, 29, 31, 32, 33, 34, 40, 41, 46, 50, 53, 55, 59, 63, 62, 64, 65, 75, 79. CAPÍTULO 9: 1, 9, 13, 15, 20, 31, 32, 36, 37, 39, 41, 43, 45, 46, 47, 49, 51, 53, 59, 68, 70, 71, 79, 80, 81, 83. CAPÍTULO 10: 7, 8, 27, 32, 38, 42, 55, 56, 57, 66, 67, 84, 94, 96, 105, 111. CAPÍTULO 11: 1, 5, 6, 8, 12, 15, 16, 23, 24, 25, 31, 35, 38, 40, 51, 54, 55, 57, 59, 62, 63, 64, 67, 69, 77. CAPÍTULO 13 (vol. 2): 1, 8, 19, 24, 26, 33, 34, 35, 39, 46, 47, 52, 53, 55, 56 CAPÍTULO 15 (vol. 2): 3, 11, 14, 26, 28, 31, 37, 45, 48, 53, 61, 71, 77, 79, 85. OBSERVAÇÕES: - A numeração refere-se à quarta edição do livro Fundamentos de Física, vol. 1., exceto os capítulos 13 e 15 que se referem ao volume 2.
