UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA

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.
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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
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sex
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3
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25/02
seg
qua
4
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27/03 sex
30/03 seg
01/04 qua
03/04 sex
A MARCAR
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08/04 qua
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seg
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qua
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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
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Semestre: 2015/01
Prof. Julio César Sagás
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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.
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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.
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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.
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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.