FIF333 - Catálogo de Graduação

UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA
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Programa Analítico de Disciplina
FIF333 Mecânica Clássica
Campus de Florestal - Campus de Florestal
Número de créditos:
4
Duração em semanas: 15
Períodos - oferecimento: II
Carga horária semanal
Carga horária total
Teóricas
4
60
Práticas
0
0
Total
4
60
Pré-requisitos (Pré ou co-requisitos)*
FIF205 e MAF340*
Ementa
Conceitos fundamentais de vetores. Movimento retilíneo da partícula. Oscilações. Movimento da
partícula em três dimensões. Referenciais não-inerciais. Gravitação e campo central. Dinâmica de
sistemas de partículas. Mecânica dos corpos rígidos em uma dimensão. Mecânica dos corpos rígidos em
três dimensões. Mecânica Lagrangiana.
Oferecimento aos Cursos
Curso
Física(LIC)
Modalidade
Obrigatória
Período
6
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0
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Seq
1
Aulas Teóricas
Conceitos fundamentais de vetores
Horas/Aula
2
1.1. Notação e regras de álgebra vetorial
1.2. Produtos vetoriais
1.3. Sistemas de coordenadas
1.4. Vetores posição, velocidade e aceleração
2
Movimento retilíneo da partícula
4
2.1. Leis de Newton para o movimento
2.2. Aceleração uniforme sob ação de uma força constante
2.3. Forças dependentes da posição
2.4. Energia cinética e energia potencial
2.5. Forças dependentes da velocidade
2.6. Forças de arrasto viscoso e velocidade terminal
3
Oscilações
6
3.1. Forças restauradoras e o movimento harmônico
3.2. Considerações de energia no movimento harmônico
3.3. Movimento harmônico amortecido
3.4. Espaço de fase
3.5. Oscilador harmônico amortecido forçado e ressonâncias
3.6. Oscilador não-linear
3.7. Forças restauradoras não senoidais: séries de Fourier
4
Movimento da partícula em três dimensões
6
4.1. Energia potencial em três dimensões: O operador Del
4.2. Movimento de projéteis
4.3. Oscilador harmônico em duas e três dimensões
4.4. Movimento de partículas carregadas em campos elétricos e magnéticos
4.5. Movimento com vínculos
5
Referenciais não-inerciais
4
5.1. Sistemas de coordenadas acelerados e forças inerciais
5.2. Sistemas de referências em rotação: a velocidade angular como um vetor
5.3. Dinâmica da partículas em um sistema de coordenadas em rotação
5.4. Movimento de um projétil em um sistema em rotação
5.5. O pêndulo de Foucault
6
Gravitação e campo central
8
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6.1. Forças gravitacionais entre uma esfera uniforme e uma partícula
6.2. Leis de Kepler
6.3. Energia potencial em um campo gravitacional: O potencial gravitacional
6.4. Energia potencial em um campo central
6.5. Equação de energia de uma órbita em um campo central
6.6. Limites do movimento radial: O potencial efetivo
6.7. Movimento em um campo repulsivo do tipo inverso do quadrado:
espalhamento
6.8. Órbitas quase circulares em campos centrais: estabilidade
6.9. Ápsides e ângulos apsidais para órbitas quase circulares
7
Dinâmica de sistemas de partículas
8
7.1. Centro de massa e momento linear
7.2. Momento angular e energia cinética
7.3. Movimento de duas massas com interação: A massa reduzida
7.4. O problema de três corpos restritos
7.5. Colisões
7.6. Sistemas de massa variável
8
Mecânica dos corpos rígidos em uma dimensão
6
8.1. Centro de massa de um corpo rígido
8.2. Rotação de um corpo rígido em torno de um eixo fixo: Momento de inércia
8.3. Cálculo do momento de inércia
8.4. O pêndulo físico
8.5. Momento angular generalizado
8.6. Movimento laminar
8.7. Impulso e colisões
9
Mecânica dos corpos rígidos em três dimensões
8
9.1. Rotação de um corpo rígido em torno de um eixo arbitrário: momentos e
produtos de inércia - Momento angular e energia cinética
9.2. Eixos principais e balanceamento dinâmico
9.3. Equações de Euler
9.4. Rotação livre
9.5. Descrição da rotação de um corpo rígido em relação a um sistema de
coordenadas fixo: Os ângulos de Euler
9.6. Precessão
9.7. Nutação
9.8. Movimento geral de um corpo rígido: rolamento
10
Mecânica Lagrangiana
8
10.1. Princípio variacional de Hamilton
10.2. Coordenadas generalizadas
10.3. Cálculo da energia cinética e potencial em função das coordenadas
generalizadas
10.4. Equações de Lagrange para o movimento
10.5. Momento generalizado
10.6. Forças de vínculo
10.7. Princípio de D'Alambert
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10.8. Função Hamiltoniana e as equações de Hamilton
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Referências Bibliográficas
Bibliografia Básica:
1 - Barcelos, J.N., Mecânica Newtoniana, Lagrangiana e Hamiltoniana, 2ª ed., editora Livraria da Física,
2013. [Exemplares disponíveis: Não informado.]
2 - Fowles, G.R.; Cassiday, G.L.; Analytical mechanics, 7ª ed., Belmont, CA, Thomson Brooks/Cole,
2005. [Exemplares disponíveis: Não informado.]
3 - THORNTON, S. T.; MARION, J. B. Classical Dynamics of particles and Systems. 5. ed. Brooks Cole,
2003. [Exemplares disponíveis: 4]
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Bibliografia Complementar:
4 - GOLDSTEIN, H.; POOLE, C. P.; SAFKO, J. L. Classical mechanics. 3. ed. San Francisco:
Addison-Wesley, 2002. [Exemplares disponíveis: 10]
5 - Landau, L., Lifchitz, E.; Mecânica, editora da Física, 2004. [Exemplares disponíveis: Não informado.]
6 - Taylor, J.R. Mecânica Clássica, editora Bookman, 2005. [Exemplares disponíveis: Não informado.]
7 - Watari, K.; Mecânica Clássica, volume 1, 2ª ed., editora Livraria da Física, 2001. [Exemplares
disponíveis: Não informado.]
8 - Watari, K.; Mecânica Clássica, volume 2, 2ª ed., editora Livraria da Física, 2001. [Exemplares
disponíveis: Não informado.]
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