Mecânica 1 - Curitiba

Ministério da Educação
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
Campus Curitiba
PLANO DE ENSINO
CURSO LICENCIATURA EM FÍSICA
MATRIZ
701
FUNDAMENTAÇÃO LEGAL Resolução nº 014/11 – COEPP de 10 de junho de 2011
DISCIPLINA/UNIDADE CURRICULAR CÓDIGO
MECÂNICA 1
MA71A
PRÉ-REQUISITO
EQUIVALÊNCIA Não há
FI72B
MA71B
AT
68
CARGA HORÁRIA (aulas)
AP
APCC
APS
34
00
06
TA
108
FI71E
OBJETIVOS
Desenvolver e definir alguns conteúdos fundamentais da mecânica: velocidade, aceleração, força, massa,
trabalho e energia.
Compreender os métodos fundamentais do cálculo diferencial e integral, da álgebra e da geometria nas
definições destas grandezas.
Compreender as três leis de Newton e desenvolver os métodos necessários para suas aplicações.
Compreender o conceito de referenciais inerciais e não-inerciais.
Desenvolver os métodos do cálculo para resolver a segunda lei Newton para o caso de forças constantes e
variáveis. Introduzir o método de solução numérica da segunda lei de Newton. Compreender o significado
físico do conceito de energia mecânica. Entender os conceitos de forças conservativas e dissipativas.
Desenvolver o conceito de conservação da energia mecânica e aplicá-la em vários sistemas físicos.
EMENTA
Cinemática e Dinâmica da translação. Leis de Newton. Trabalho e energia. Conservação da
energia.
ITEM
EMENTA
1
Cinemática e Dinâmica da
translação.
2
Leis de Newton
Revisado por:
Coordenação de Curso
Aprovado por:
FORMULÁRIO UNIFICADO / GERÊNCIA DE ENSINO
CONTEÚDO
Desenvolvimento do cálculo diferencial e integral para
solução dos problemas fundamentais do movimento.
Posição, deslocamento, velocidade e aceleração em duas
e três dimensões em coordenadas retangulares.
Movimento uniforme bidimensional. Movimento de
projéteis. Movimento circular uniforme. Aceleração radial e
tangencial.
Primeira lei de Newton. Sistemas inerciais e não-inerciais.
Segunda lei de Newton. Massa inercial. Conservação do
momento linear e a terceira lei de Newton. Diagrama de
forças. Sistemas de referência. Interação gravitacional,
eletromagnética, fraca e forte. Teorias de unificação.
Força gravitacional e peso. O problema da massa inercial
e gravitacional. Força normal. Força inter-atômica. Força
elástica. Forças de atrito. Forças de resistência entre
sólidos e fluídos. Força eletromagnética. Solução da
segunda lei de Newton para várias forças constantes com
várias situações diferentes. Equações diferenciais de
primeira e segunda ordem. Solução da segunda lei para
forças que produzem aceleração radial. Solução da
Data:
Vigora a partir de:
02/2012
1º SEM/ 2012
3
Trabalho e energia
4
Conservação da energia.
segunda lei para força elástica. Solução da segunda lei
para forças dependentes da velocidade. Solução numérica
usando o método de Euler.
Energia cinética e energia potencial. Teorema do trabalho
e energia cinética. Trabalho e energia potencial. Potência.
Força peso e energia potencial. Energia gravitacional.
Energia elástica. Energia potencial e gradiente de força.
Integrais de caminho. Critérios para determinação de
forças conservativas.
Leis de conservação e simetria. Forças conservativas e
teorema de conservação da energia mecânica. Velocidade
de escape e atmosferas planetárias. Sistema massa-mola.
Sistemas dissipativos e conservação da energia. Solução
do pêndulo simples para grandes amplitudes e integrais
elípticas. Práticas de laboratório sobre conservação da
energia mecânica.
REFERÊNCIAS
Referências Básicas:
KITTEL, Charles; KNIGHT, Walter D.; RUDERMAN, Malvin A.. Mecânica. São Paulo: Edgard Blucher, 1973. 455 p.
(Curso de física de Berkeley ;v. 1)
HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos de física. 8. ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC,
c2009. 4 v. ISBN 9788521616054 (v.1).
TIPLER, Paul Allen; MOSCA, Gene. Física: para cientistas e engenheiros. 6. ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC, c2009. 3 v.
ISBN 9788521617105 (v.1).
Referências Complementares:
SYMON, Keith R. Mecanica. Rio de Janeiro: Campus, 1996. 685 p. ISBN 85-7001-087-7
NUSSENZVEIG, H. Moysés. Curso de física básica. 4. ed. São Paulo, SP: E. Blücher, 2002. 4 v. ISBN
9788521202981 (v.1).
ALONSO, Marcelo. Física: um curso universitário. São Paulo: E. Blücher, c1972. 2 v. ISBN 9788521200390.
SERWAY, Raymond A.; JEWETT, John W. Princípios de física. São Paulo, SP: Pioneira Thomson Learning, c2004c2005. 4 v. ISBN 8522113828 (v.1).
SERWAY, Raymond A.. Física para cientistas e engenheiros com física moderna. 3. ed. Rio de Janerio: LTC,
c1996. 4 v. ISBN 85-216-1075-0 (v. 1)
SEARS, Francis Weston; ZEMANSKY, Mark Waldo; YOUNG, Hugh D.; FREEDMAN, Roger A. (Autor). Física. 12. ed.
São Paulo, SP: Pearson Addison-Wesley, c2008-2009. 4 v. ISBN 978-85-88639-30-0 (v.1).
Sítio do software educacional Modellus: http://modellus.fct.unl.pt/
Sistema de Avaliação:
-Quatro provas discursivas ao longo do semestre. A média das provas discursivas vale 80% da média
semestral. Os outros 20% são referentes à média dos relatórios dos experimentos feitos ao longo do
semestre, incluindo a nota da APS.
-A confecção dos relatórios dos experimentos deverá ser feita em conformidade com as normas e
procedimentos aprendidos em disciplinas anteriores.
-Cálculo da Média Semestral:
Média = [0,8*(P1+P2+P3+P4)+0,2*(Laboratórios+APS)]/4
-A Segunda Chamada engloba toda a matéria do semestre;
-O critério de aprovação é determinado pela UTFPR, média do semestre maior ou igual a 6,0 (seis).
-Alunos com média semestral inferior a 6,0 poderão fazer a prova de 2ª Chamada como substitutiva para
atingir a média de aprovação semestral.
Revisado por:
Coordenação de Curso
Aprovado por:
FORMULÁRIO UNIFICADO / GERÊNCIA DE ENSINO
Data:
Vigora a partir de:
02/2012
1º SEM/ 2012