Mecânica Clássica

Conhecimentos de Base Recomendados

Não aplicável.

Métodos de Ensino

Partição das horas de contacto: Teóricas 45h, Teórico-Práticas 15h, Práticas Laboratoriais 0h, Trabalho de Campo 0h, Seminário 0h, Orientação tutorial 15h, Outras 0h.

Componentes de avaliação com cotação indicativa em percentagem:

Resolução de problemas 30, Exame 70.

Apresentação dos diferentes tópicos ilustrados com aplicações práticas.

Os alunos deverão resolver problemas autonomamente.

Sempre que necessário breve introdução das técnicas matemáticas necessárias à compreensão dos temas e resolução dos problemas físicos: tensor de segunda ordem, cálculo de variações, etc.

Resultados de Aprendizagem

Compreensão teórica dos fenómenos físicos, nomeadamente:

Utilizar as leis de conservação no estudo do movimento de um sistema mecânico; Identificar as possíveis órbitas deuma partícula num campo de forças centrais; Determinar a órbita de uma partícula num campo de forças centrais.

Saber escolher o sistema de coordenadas adequado à resolução de problemas variados; Identificar as ligações num sistema dinâmico; Saber escrever o Lagrangiano em termos de diferentes tipos de coordenadas generalizadas e saber obter as equações de movimento; Saber quais são os graus de liberdade de um corpo rígido; Saber calcular momentos de inércia de um sólido rígido; Saber resolver problemas que envolvam fluidos em equilíbrio. Conhecer as características dos escoamentos possíveis dos fluidos. Capacidade para resolver problemas

Competências matemáticas para resolver problemas

Cultura geral aprofundada em Física

Capacidade para aprender

Capacidade para procurar e utilizar bibliografia.

Estágio(s)

Não

Programa

1-Mecânica Newtoniana.

2-Campo de forças centrais: órbita de uma partícula, equações de movimento, o problema de Kepler, sistemas binários, dispersão de partículas.

3-Sistema de partículas: leis de conservação.

4-Formalismo Lagrangiano: ligações, coordenadas generalizadas, princípio de d'Alembert e princípio variacional de Hamilton, cálculo de variações, as equações de Lagrange, leis de conservação, equações de Hamilton.

5-Movimento do corpo rígido:transformações ortogonais, ângulos de Euler, teorema de Euler, força de Coriolis, movimento relativo à Terra, momento angular, energia cinética e equações de movimento de um corpo com um ponto fixo, tensor de inércia e momento de inércia, o giroscópio.

6-Mecânica de fluidos:equação fundamental da hidrostática, aplicações; fluidos perfeitos, equação fundamental da hidrodinâmica, as equações de continuidade e de Bernoulli; fluidos viscosos: lei de Newton da viscosidade, escoamento laminar, número de Reynolds e escoamento turbulento.

Docente(s) responsável(eis)

Fernando Manuel Silva Nogueira

Métodos de Avaliação

Avaliação
Resolução de problemas: 30.0%
Exame: 70.0%

Bibliografia

A. P. French, ``Newtonian Mechanics'', W. W. Norton, 1971.

H. Goldstein, ``Classical Mechanics'', 2. ed., Addison-Wesley, 1980.

J. B. Marion e S. T. Thornton, ``Classical Dynamics of Particles and Systems'', 4. ed. Academic Press, 1995.

L. Landau e E. Lifchitz, ``Mechanics'', Pergammon, 1976. Este livro é um clássico.