DEPARTAMENTO DE FÍSICA

 

Mecânica Clássica II - F+mnrF

Ano letivo: 2009-2010
Especificação técnica - ficha curricular

Elementos especificos
código da disciplinaciclo de estudossemestre lectivocréditos ECTSlíngua de ensino
1002781126pt


Objectivos formativos
Capacidade para resolver problemas
Compreensão teórica dos fenómenos físicos
Competências matemáticas para resolver problemas
Cultura geral aprofundada em Física
Capacidade para aprender
Capacidade para procurar e utilizar bibliografia
Nomeadamente:
- Conhecer a cinemática relativista
- Saber determinar as massas e momentos lineares num processo relativista
- Compreender a fenomenologia básica do movimento oscilatório e saber determinar os modos normais num sistema com vários graus de liberdade
- Saber relacionar a deformação com a tensão num material elástico em situações diversas.
- Saber em que tipo de meios se propaga uma onda transversal/longitudinal
Programa genérico mínimo
1- Formulação covariante da relatividade restrita: as leis de Newton e de Maxwell e o princípio da relatividade, os postulados de Einstein, formulação covariante num espaço tridimensional, tensores no espaço de Minkowski, conservação do tetravector momento linear, colisão totalmente inelástica, partícula com massa nula, sistema centro de massa, colisão de duas partículas, alguns tetra-vectores em física.

2- Pequenas oscilações de sistemas de muitas partículas: sistema com um grau de liberdade, sistema com vários graus de liberdade, o pêndulo duplo no plano, vibrações de uma molécula triatómica linear

3- Teoria da elasticidade: tensor de segunda ordem e transformações ortogonais,
3.1- Tensor das deformações: deformações unidimensional e tridimensional, o tensor das deformações, relações de incompatibilidade.
3.2- Tensor das tensões: força de tensão por unidade de volume, condições de equilíbrio.
3.3- Lei de Hooke: trabalho realizado pelas forças de tensão, corpos elásticos, módulo de Young e razão de Poisson, o gráfico tensão versus deformação, teorias de ruptura e de cedência.
3.4- Aplicações a materiais elásticos e isotrópicos: tracção de uma barra, tensão num tubo cilíndrico oco e longo, torção duma barra, flexão de uma trave.
3.5- Propagação de ondas num meio infinito e homogéneo: velocidade de escoamento, equação de movimento, aproximação linear para sólidos, propagação de ondas em meios isotrópicos infinitos: ondas s e ondas p

4- Equações constitutivas para fluidos: fluidos em equilíbrio, a equação de Euler, fluidos com viscosidade, a equação de Navier Stokes.
Pré-requisitos
Análise Matemática
Álgebra Linear e Geometria Analítica
Física Geral I e II
Mecânica Clássica I
Competências genéricas a atingir
. Competência em análise e síntese;
. Competência para resolver problemas;
. Competência em raciocínio crítico;
. Competência em aprendizagem autónoma;
. Competência em aplicar na prática os conhecimentos teóricos;
. Competência em organização e planificação;
. Competência em comunicação oral e escrita;
. Competência para comunicar com pessoas que não são especialistas na área;
. Adaptabilidade a novas situações;
(por ordem decrescente de importância)
Horas lectivas semestrais
aulas teóricas45
outras actividades30
total horas lectivas75

Método de avaliação
Trabalho laboratorial ou de campo15 %
Resolução de problemas15 %
Exame70 %

Bibliografia de referência
A. B. Bhatia e R. N. Singh, ``Mechanics of Deformable Media'', Adam Hilger, 1986.
R. P. Feynman, R. B. Leightonm M. Sands, ``The Feynmann Lectures on Physics', vol. II, Addison-Wesley, 1977
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
A. P. French, ``Special Relativity'', W. W. Norton, 1968.
Método de ensino
Apresentação dos diferentes tópicos ilustrados com aplicações práticas.
Sempre que necessário breve introdução das técnicas matemáticas necessárias à compreensão dos temas e resolução dos problemas físicos: tensores num espaço 4-dimensional.
Recursos específicos utilizados
Acesso ao laboratório para estudar para vários materiais o diagrama
'deformação versus tensão' e o efeito de forças de torção e de flexão.