DEPARTAMENTO DE FÍSICA

 

Controlo de Instrumentação Analítica - QI

Ano letivo: 2006-2007
Specification sheet
N.B. these sheets are defined only since 2007 (agreement of Bologna).

Specific details
course codecycle os studiesacademic semestercredits ECTSteaching language
126pt


Learning goals
Capacidade para resolver problemas
Competências matemáticas para resolver problemas
Cultura geral aprofundada em Física
Capacidade para aprender
Capacidade para procurar e utilizar bibliografia
Compreensão teórica dos fenómenos físicos, nomeadamente:
Utilizar as leis de conservação no estudo do movimento de um sistema mecânico
Identificar as possíveis órbitas de uma 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.
Syllabus
1- Mecânica Newtoniana: leis de Newton, leis de conservação, movimento unidimensional de um sistema conservativo: energia versus posição.

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

3- Sistema de partículas: leis de conservação, aplicações.

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 e energia cinética de um corpo com um ponto fixo, tensor de inércia e momento de inércia, equações de movimento de um corpo rígido com um ponto fixo, 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.
Prerequisites
Análise Matemática
Álgebra Linear e Geometria Analítica
Física Geral I e II
Generic skills to reach
. Competence in analysis and synthesis;
. Competence to solve problems;
. Critical thinking;
. Adaptability to new situations;
. Competence in applying theoretical knowledge in practice;
. Competence in organization and planning;
. Competence in oral and written communication;
. Competence to communicate with people who are not experts in the field;
. Competence in autonomous learning;
(by decreasing order of importance)
Teaching hours per semester
lectures45
theory-practical classes15
tutorial guidance15
total of teaching hours75

Assessment
Problem solving30 %
Exam70 %

Bibliography of reference
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,
Teaching method
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.
Resources used
Material de laboratório: o giroscópio