Desenvolver os fundamentos da mecânica clássica, suas bases conceituais e matemáticas.

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1 EMENTA: Evolução das ideias da mecânica. Dinâmica da partícula. Oscilações. Gravitação. Movimento sob forças centrais. Referenciais não-inerciais. Sistemas de partículas. OBJETIVO GERAL: Desenvolver os fundamentos da mecânica clássica, suas bases conceituais e matemáticas. OBJETIVOS ESPECÍFICOS: Apresentar o formalismo Newtoniano da mecânica e aplica-lo nos mais diversos fenômenos, conforme programa da disciplina. PROGRAMA DA DISCIPLINA: 1. Dinâmica de uma Partícula 1.1. Velocidade e aceleração 1.2. Leis de Newton e referenciais inerciais 1.3. Impacto histórico dos trabalhos de Newton 1.4. Movimento sob força resistiva em uma dimensão 1.5. Lançamento de projéteis sob força resistiva 1.6. Forças conservativas e função energia potencial 1.7. Teoremas de conservação na dinâmica de uma partícula. 2. Oscilações 2.1. Oscilador harmônico simples 2.2. Oscilador amortecido 2.3. Oscilações forçadas 2.4. Ressonâncias 2.5. Pêndulo simples e pêndulo físico. Pág. 1 de 5

2 3. Gravitação 3.1. Força e potencial gravitacional 3.2. Massa inercial versus massa gravitacional 3.3. Efeito gravitacional de uma distribuição esférica 3.4. Lei de Gauss da gravitação 3.5. Marés. 4. Movimento sob força central 4.1. Definição de força central e propriedades de forças tipo k/r Equações de movimento, potencial efetivo e pontos de retorno 4.3. Órbitas elípticas, parabólicas e hiperbólicas 4.4. Leis de Kepler do movimento planetário 4.5. Impacto histórico das leis de Kepler. 5. Dinâmica de um sistema de partículas 5.1. Sistemas de partículas e centro de massa 5.2. Conservação de energia e de momento angular 5.3. Colisões. Forças impulsivas 5.4. Sistemas de massa variável: foguetes 5.5. Movimento de cordas e correntes 5.6. Dinâmica do corpo rígido 5.7. Oscilações acopladas. 6. Referenciais Não-Inerciais 6.1. Sistemas de coordenadas girantes. Forças fictícias 6.2. Movimento no referencial terrestre. Valor local da aceleração da gravidade 6.3. Força centrífuga e força de Coriolis 6.4. Desvio de projéteis 6.5. O pêndulo de Foucault. Pág. 2 de 5

3 METODOLOGIA: A metodologia utilizada será a da aula expositiva com resolução de problemas de aplicação. SISTEMA DE AVALIAÇÃO: A avaliação do aluno será feita através da sua média semestral, que é a média ponderada das notas obtidas nas quatro avaliações realizadas ao longo do semestre. Todas as avaliações terão peso 25% serão compostas por 04 (quatro) ou 05 (cinco) questões. Média semestral maior ou igual a sete implica em aprovação. Caso contrário, o estudante deverá prestar um exame final. Neste último caso o exame final, com peso quatro, e a média semestral, com peso seis, comporão a média final. Para a aprovação, a média final deverá ser maior ou igual a cinco. Durante as aulas será cobrada a presença. Vale lembrar que freqüência inferior a 75% o estudante fica reprovado por falta. BIBLIOGRAFIA BÁSICA: 1. Thornton, Stephen T. and Marion, Jerry. Classical Dynamics of Particles and Systems. 5th edition, Canada, Thonson, Symon, Keith R. Mecânica. Rio de Janeiro, Ed. Campus, Neto, João B. Mecânica Newtoniana, Lagrangiana e Hamiltoniana. São Paulo, Livraria da Física, BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR: 1. Alonso, Marcelo and Finn, Edward J.; Física, Um Curso Universitário; Volume I Mecânica. Editora Edgard Blücher Ltda., São Paulo, Watari, Kazunori. Mecânica Clássica. São Paulo, Ed. Livraria da Física, Barros, Ivan de Queiroz, Mecânica Analítica Clássica. 1 ed. São Paulo, Ed. Edgard Blucher, Pág. 3 de 5

4 CRONOGRAMA DE ATIVIDADES: Data Dia CH Assunto 01 20/02 Sex 03 Apresentação e estruturação da disciplina. Plano de Ensino e Cronograma. Cinemática 1D Seg 02 Dinâmica 1D e Leis de Newton Sex 03 Teorema do Momento e da Energia /03 Seg 02 Problema Geral do movimento. Força Dependente do Tempo Sex 03 Força Dependente da Velocidade. Força Dependente da Posição. 09 Seg FERIADO! Sex 03 Queda Livre Seg Oscilador Harmônico Simples. Exercícios Sex 03 Oscilador Harmônico Forçado Seg ª Avaliação Sex 03 Cinemática no Plano Seg 02 Cinemática no Espaço. 03/04 Sex FERIADO! Seg 02 Teoremas do Momento e da Energia Sex 03 Teorema do Momento Angular Seg 02 Problema Geral do Movimento 2D e 3D Sex 03 Oscilador Harmônico em 2D e 3D. 20 Seg FERIADO! Sex 03 Projéteis Seg Energia Potencial. Exercícios. 01/05 Sex FERIADO! Seg ª Avaliação Sex 03 Força Central Seg 02 Força Central Inversamente Proporcional ao Quadrado da Distância Sex 03 Órbitas Elípticas Seg 02 Órbitas Hiperbólicas Sex 03 Espalhamento Rutherford Seg Sistema de Massa Variável. Exercícios Sex 03 Movimento de cordas e correntes /06 Seg ª Avaliação. 05 Sex FERIADO! Seg 02 Conservação do Momento Linear. Centro de Massa. Conservação da Energia Sex 03 Colisão 1D e 2D. Coordenadas do centro de Massa Seg 02 Acoplamento de osciladores Harmônicos Sex 03 Rotação em torno de um eixo fixo. Momento de Inércia. Estática de Corpos Rígidos Seg Sistemas de Coordenadas em Movimento e em Rotação. Exercícios. Pág. 4 de 5

5 32 26 Sex 03 Desvios de Projéteis. Pêndulo de Foucault Seg ª Avaliação. 06/12 Seg EXAME. FREQUÊNCIA: O aluno será reprovado por frequência se esta for inferior a 75% das aulas lecionadas. CONSIDERAÇÕES FINAIS: O atendimento ao aluno será feito no Departamento de Física, na Sala do professor (Sala 04- DFIS). O horário de atendimento do professor encontra-se disponível no Departamento de Física e na página pessoal do professor. Não está previsto monitora nesta disciplina. Prova de 2ª chamada será realizada somente após o professor receber o requerimento de segunda chamada, que deverá ser solicitado junto à direção de ensino do Centro. Será feita sempre antes da realização da próxima prova. A data é definida pelo professor e comunicada ao estudante. Não será realizada a prova sem o requerimento de segunda chamada. As listas de exercício serão organizadas com base nos livros textos da bibliografia básica da disciplina. A lista não será recolhida pelo professor. Seu objetivo é preparar o estudante para cada uma das quatro avaliações parciais e se for o caso para o exame final. As datas das provas e do exame já estão definidas no Cronograma de atividades. A sugestão do professor é que os estudantes discutam entre si a resolução da lista e com o professor, mas cada um apresente a sua solução para cada exercício. Pág. 5 de 5