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UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA Centro de Ciências Tecnológicas Disciplina: Física Geral I (FGE1001) Semestre: 2015/01 Prof. Julio César Sagás

IDENTIFICAÇÃO Cursos: Licenciaturas em Física, Matemática e Química Disciplina: Física Geral I (FGE1001) Semestre letivo: 2015/1 Carga horária teórica: 108 horas-aula Carga horária prática: 0 horas-aula EMENTA Grandezas físicas. Representação vetorial. Sistemas de unidades. Cinemática e dinâmica da partícula. Trabalho e energia. Conservação de energia. Sistemas de partículas. Colisões. Cinemática e dinâmica de rotações. Equilíbrio de corpos rígidos. Gravitação. OBJETIVO GERAL Identificar e entender a descrição de fenômenos naturais através da aplicação de modelos matemáticos, conceitos e grandezas físicas. Compreender e utilizar esta metodologia no estudo da Física básica, numa abordagem clássica, de fenômenos mecânicos. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Grandezas físicas. Representação vetorial. Sistemas de unidades: Conceituar o que são grandezas físicas. Identificar grandezas físicas escalares e vetoriais. Representar vetorialmente grandezas físicas. Comparar a magnitude de uma grandeza física. Representar corretamente as unidades de uma grandeza. Realizar transformações de unidades. Cinemática e dinâmica da partícula: Definir velocidade. Definir aceleração. Descrever matematicamente o movimento de partículas no espaço. Determinar as causas do movimento. Compreender as leis de Newton e relacioná-las com o movimento. Aplicar as leis de Newton a situações práticas. Trabalho e energia. Conservação de energia: Construir o conceito de trabalho. Relacionar o trabalho com a variação de energia cinética. Definir energia potencial. Compreender a relação entre energia cinética e energia potencial em sistemas mecânicos. Estudar e aplicar o princípio de conservação de energia. Resolver problemas de dinâmica com base nos conceitos de energia. Sistemas de partículas. Colisões: Definir o que são sistemas de partículas discretos e contínuos. Calcular o centro de massa de uma distribuição de partículas. Definir momento linear. Compreender o teorema impulso-momento linear. Relacionar a conservação do momento linear com a terceira lei de Newton. Estudar colisões com base na conservação do momento linear. Cinemática e dinâmica de rotações: Conceituar corpo rígido. Diferenciar corpo rígido de partícula. Descrever matematicamente o movimento de rotação de corpos rígidos no espaço. Determinar as causas da rotação. Relacionar torque e aceleração angular. Definir rolamento e descrevê-lo. Definir momento angular. Relacionar o do momento angular com o torque. Estudar colisões com base na conservação do momento angular. Equilíbrio de corpos rígidos: Aplicar as leis de Newton para estudar o equilíbrio de corpos rígidos. Definir centro de gravidade. Definir elasticidade, tração, compressão, cisalhamento e pressão.


Gravitação: Enunciar a lei da Gravitação Universal. Relacionar a lei da gravitação com a aceleração da gravidade. Descrever o movimento de satélites. Calcular a velocidade de escape. Diferenciar massa inercial de massa gravitacional. Identificar a origem da força gravitacional.

CRONOGRAMA NO Data Dia Assunto

INTRODUÇÃO À FÍSICA

1 20/02 sex Apresentação da disciplina. Objetos de estudo da Física. Grandezas físicas, grandezas escalares e vetoriais, sistemas de unidas, sistema internacional, conversão de unidades.

2 23/02 seg Notação científica, algarismos significativos

3 25/02 qua Vetores. Soma vetorial. Componentes de vetores. Vetores unitários. Produto de vetores.

CINEMÁTICA DO PONTO MATERIAL

4 27/02 sex Movimento unidimensional: Ponto material, Referencial, Trajetória, Deslocamento escalar, velocidade e aceleração média. Posição instantânea, velocidade e aceleração instantânea, equações de movimento.

5 02/03 seg Aceleração constante. Movimentos verticais.

6 04/03 qua Revisão e exercícios

7 06/03 sex Movimento em duas e três dimensões: Vetor deslocamento, vetor velocidade e vetor aceleração média. Vetor posição instantânea, vetor velocidade instantânea e vetor aceleração instantânea.

09/03 seg FERIADO - ANIVERSÁRIO DE JOINVILLE

8 11/03 qua Movimento de projéteis.

9 13/03 sex Movimento circular.

10 16/03 seg Velocidade relativa.

11 18/03 qua Revisão e exercicios

12 20/03 sex PRIMEIRA AVALIAÇÃO

DINÂMICA DO PONTO MATERIAL

13 23/03 seg Força e interações. Inércia e Massa. Leis de Newton.

14 25/03 qua Força Peso. Força normal. Força elástica. Tração em cabos.

15 27/03 sex Revisão e exercícios.

16 30/03 seg Forças de Atrito.

17 01/04 qua Aplicações das Leis de Newton

03/04 sex FERIADO - SEXTA-FEIRA SANTA

18 A MARCAR Aplicações das Leis de Newton

19 06/04 seg Revisão e exercícios

20 08/04 qua SEGUNDA AVALIAÇÃO

TRABALHO E ENERGIA

21 10/04 sex Trabalho e energia cinética.

22 13/04 seg Trabalho realizado por força constante. Trabalho realizado por força variável. Trabalho de força peso. Trabalho da força elástica.

23 15/04 qua Potência. Revisão e exercícios.

24 17/04 sex Forças conservativas e dissipativas.

20/04 seg FERIADO ESCOLAR

25 22/04 qua Energia potencial. Energia potencial gravitacional. Energia potencial elástica.

26 24/04 sex Leis de conservação. Conservação de energia.


28 29/04 qua TERCEIRA AVALIAÇÃO


01/05 sex FERIADO - DIA DO TRABALHO

SISTEMA DE PARTÍCULAS, MOMENTO LINEAR E COLISÕES

29 04/05 seg Centro de massa.

30 06/05 qua Momento linear e impulso. Conservação do momento linear.

31 08/05 sex Colisões elásticas e inelásticas em uma dimensão.

32 11/05 seg Colisões elásticas e inelásticas em duas dimensões.

33 A MARCAR Revisão e exercícios


35 15/05 sex QUARTA AVALIAÇÃO

CINEMÁTICA E DINÂMICA DO MOVIMENTO ANGULAR

36 18/05 seg Cinemática da rotação. Cinemática do corpo rígido.

37 20/05 qua Relação entre cinemática angular e cinemática linear

38 22/05 sex Energia cinética de rotação. Momento de Inércia. Teorema dos eixos paralelos.

39 25/05 seg Torque e a segunda lei de Newton para rotações. Trabalho, energia e potência no movimento angular.


41 29/05 sex Rolamento. Energia em um rolamento. Forças de rolamento

42 01/06 seg Momento Angular.

43 03/06 qua Conservação do momento angular. Precessão.

05/06 sex FERIADO ESCOLAR


45 10/06 qua QUINTA AVALIAÇÃO

EQUILÍBRIO, ELASTICIDADE E GRAVITAÇÃO

46 12/06 sex Condições de equilíbrio. Centro de gravidade. Equilíbrio de corpos rígidos.

47 A MARCAR Revisão e Exercícios

48 15/06 seg Elasticidade e Plasticidade. Tensão, deformação e módulos de elasticidade. Cisalhamento.

49 17/06 qua Revisão e exercícios.

50 19/06 sex Lei da Gravitação.

51 22/06 seg Energia potencial gravitacional

52 24/06 qua Leis de Kepler

53 26/06 sex Revisão e exercícios

54 29/06 seg SEXTA AVALIAÇÃO

06/07 seg EXAME

* O cronograma está sujeito a alterações durante o semestre

BIBLIOGRAFIA BÁSICA

SEARS & ZEMANSKY – YOUNG & FREEDMAN – Física I – Mecânica – Editora Pearson Education do Brasil. – 12a Edição (2003).

HALLIDAY, David,; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos de física, vol. 1. 8. ed. Rio de Janeiro: LTC, 1996. 530 H184ff 8. ed. CG

NUSSENZVEIG, H. Moysés. Curso de física básica, vol. 1. 4. ed. rev. São Paulo: Edgard Blücher, 2009-2012. 530 N96c 4. ed. CG

SEARS & ZEMANSKY – YOUNG & FREEDMAN – Física II – Termodinâmica e Ondas – Editora Pearson Education do Brasil. – 12a Edição (2003).

BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR

ALONSO, M.. FINN, E.. Física. São Paulo: Addison Wesley, 1999.

SERWAY, Raymond A; JEWETT, John W. Princípios de física, vol. 2. 1. ed. São Paulo: Pioneira Thomson Learning, 2004-2012. 530 S514p 1. ed. CG

HALLIDAY, David,; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos de física, vol. 2. 4. ed. Rio de Janeiro: LTC, 1996. 530 H184ff 8. ed. CG

http://app.catolicasc.org.br/pergamum2/biblioteca/index.php?codAcervo=49883





HALLIDAY, David,; RESNICK, Robert; KRANE, Kenneth S. Física, vol.1 . 5. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2003-2013. 530 H184f 5. ed. CG

CHAVES, Alaor. Física básica: gravitação : fluidos : ondas : termodinâmica. Rio de Janeiro: LTC, 2007. 530 C438fg 2007 CG

TIPLER, Paul A.; MOSCA, Gene. Física para cientistas e engenheiros. 6. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2009-2012. 530 T499f 6. ed. CG

AVALIAÇÃO A avaliação será feita por meio de seis provas escritas individuais. A média semestral será a média aritmética simples das provas. CRITÉRIOS DE AVALIAÇÃO Para avaliação das provas e relatórios, os seguintes critérios serão adotados: - Domínio dos conceitos físicos; - Precisão e clareza dos cálculos matemáticos; - Clareza de raciocínio e expressão de ideias; - Correta utilização e apresentação das grandezas físicas e suas unidades;

CÁLCULO DA MÉDIA FINAL

Para aprovação sem exame: 0,7 sf MM , onde Mf é a média final e Ms é a média semestral.

Se Ms < 7,0, o aluno realizará um exame onde a condição para aprovação é dada por:

0,510

)0,40,6(

es

f

NMM

Sendo Ne a nota do exame.

LISTA DE EXERCÍCIOS SUGERIDOS Duas listas de exercícios são aqui sugeridas. Uma referente ao livro dos autores Sears & Zemansky e outra referente ao livro dos autores Halliday & Resnick. Os exercícios propostos são representativos do conteúdo a ser estudado em sala. Sendo sugestões, o aluno deve se sentir livre para escolher os exercícios que julgar mais apropriados, seja fazendo um número maior do que o desta lista ou um número menor. Como método de estudo, propõe-se que antes de iniciar os exercícios o aluno leia os capítulos, refaça todas as deduções matemáticas, disserte sobre a teoria e estude os exemplos. É imprescindível compreender os conceitos e as equações antes de aplicá-las. Em casos de dúvidas o aluno pode procurar o monitor de FGE1001, o professor ou qualquer outro que julgar apropriado. Como complemento a estas listas, sugere-se fortemente que os alunos tentem resolver os exercícios do livro Curso de Física Básica, vol. 1 do autor Moysés Nussenzveig, por serem em menor número e com grau de dificuldade mais elevado. EM TODOS OS CAPÍTULOS, OS ALUNOS DEVEM TENTAR RESPONDER AS PERGUNTAS ANTES DA SEÇÃO DE EXERCÍCIOS.





Lista I - Sears CAPÍTULO 1: 1, 2, 3, 6, 7, 8, 9, 11, 12, 13, 14, 17, 19, 25, 30, 32, 33, 34, 36, 44, 48, 51, 52, 57, 58, 61, 67, 75, 76, 89, 90, 92, 98, 102 CAPÍTULO 2: 1, 4, 7, 8, 9, 10, 12, 14, 16, 18, 19, 21, 23, 25, 27, 29, 31, 32, 34, 35, 38, 40, 41, 50, 51, 52, 53, 55, 62, 66, 73, 74, 75, 77, 78, , 87 CAPÍTULO 3: 1, 3, 4, 5, 7, 9, 12, 14, 16, 17, 18, 20, 21, 27, 29, 31, 32, 33, 35, 36, 38, 39, 41, 42, 45, 47, 54, 56, 58, 59, 63, 67, 70, 75, 77, 81 CAPÍTULO 4: 1, 4, 6, 7, 12, 13, 14, 16, 17, 21, 24, 27, 28, 30, 34, 39, 42, 43, 45, 52, 54, 58, 59, 60, 61, 62 CAPÍTULO 5: 1, 2, 4, 8, 9, 10, 11, 14, 17, 19, 24, 26, 27, 28, 34, 35, 36, 37, 43, 45, 49, 52, 53, 61, 62, 65, 66, 67, 69, 72, 86, 87, 91, 94, 99, 104, 114, 115, 117, 118 CAPÍTULO 6: 1, 3, 5, 8, 10, 12, 13, 17, 18, 26, 27, 28, 31, 32, 37, 43, 45, 48, 51, 52, 59, 63, 64, 67, 73, 74, 81, 82, 99, 104 CAPÍTULO 7: 1, 5, 8, 9, 11, 14, 15, 17, 18, 25, 26, 28, 31, 34, 37, 38, 42, 43, 46, 40, 50, 55, 63, 64, 65, 67, 74, 77, 83, 85, 86, 87 CAPÍTULO 8: 1, 4, 7, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 20, 22, 29, 37, 39, 41, 43, 44, 46, 47, 50, 51, 55, 57, 59, 61, 63, 68, 69, 71, 75, 77, 78, 88, 92, 100, 106, 108, 111, 113, 116 CAPÍTULO 9: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9, 11, 15, 19, 20, 21, 23, 28, 31, 33, 34, 37, 39, 43, 49, 51, 54, , 57, 60, 62, 63, 65, 66, 67, 70, 72, 79, 85, 86, 89, 92 CAPÍTULO 10: 1, 2, 3, 4, 5, 9, 10, 13, 16, 18, 20, 21, 22, 23, 25, 26, 29, 30, 33, 35, 36, 37, 38, 40, 41, 44, 48, 49, 50, 55, 57, 64, 70, 74, 75, 76, 83, 88, 90, 91, 98, 100 CAPÍTULO 11: 2, 3, 5, 8, 11, 12, 13, 14, 16, 18, 19, 20, 21, 23, 25, 26, 28, 32, 34, 36, 37, 39 40, 41, 45, 47, 48, 49, 51, 52, 56, 66, 73, 74, 75, 83, 86, 87, 90, 97 CAPÍTULO 12 (vol. 2): 1, 2, 6, 9, 13, 14, 19, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 36, 38, 40, 41, 43, 44, 49, 55, 57, 61, 64, 68, 71, 73, 74, 82, 87 OBSERVAÇÕES: - A numeração refere-se à décima segunda edição do livro Física I - Mecânica, exceto o capítulo 12 que se refere ao livro Física II - Termodinâmica e Ondas.


Lista II - Halliday CAPÍTULO 1: 1, 5, 6, 7, 9, 10, 13, 18, 19, 20, 30. CAPÍTULO 2: 1, 2, 4, 9, 10, 11, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 21, 24, 28, 30, 35, 40, 43, 44, 45, 47, 50, 54, 64, 80, 87, 93, 104, 108, 109, 112 CAPÍTULO 3: 6, 8, 63, 72 CAPÍTULO 4: 1, 5, 25, 26, 27, 33, 35, 41, 43, 45, 57, 67, 109, 116, 124 CAPÍTULO 5: 1, 2, 7, 11, 12, 15, 16, 17, 21, 23, 25, 29, 33, 44, 46, 52, 55, 57, 59, 60, 61, 63, 65, 67, 68, 69, 78, 79, 81, 82, 94, 98, 101 CAPÍTULO 6: 2, 3, 6, 8, 10, 16, 17, 18, 23, 25, 29, 31, 35, 37, 39, 41, 47, 53, 55, 56, 57, 59, 69, 72, 74, 83, 87, 92, 97, 109 CAPÍTULO 7: 1, 2, 3, 4,5, 9, 15, 18, 24, 25, 31, 33, 35, 39, 41, 42, 47, 53, 54, 57, 65, 71, 79. CAPÍTULO 8: 1, 3, 4, 5, 7, 8, 9, 11, 12, 13, 15, 17, 19, 21, 24, 27, 28, 29, 31, 32, 33, 34, 40, 41, 46, 50, 53, 55, 59, 63, 62, 64, 65, 75, 79.

CAPÍTULO 9: 1, 9, 13, 15, 20, 31, 32, 36, 37, 39, 41, 43, 45, 46, 47, 49, 51, 53, 59, 68, 70, 71, 79, 80, 81, 83. CAPÍTULO 10: 7, 8, 27, 32, 38, 42, 55, 56, 57, 66, 67, 84, 94, 96, 105, 111. CAPÍTULO 11: 1, 5, 6, 8, 12, 15, 16, 23, 24, 25, 31, 35, 38, 40, 51, 54, 55, 57, 59, 62, 63, 64, 67, 69, 77. CAPÍTULO 13 (vol. 2): 1, 8, 19, 24, 26, 33, 34, 35, 39, 46, 47, 52, 53, 55, 56 CAPÍTULO 15 (vol. 2): 3, 11, 14, 26, 28, 31, 37, 45, 48, 53, 61, 71, 77, 79, 85. OBSERVAÇÕES: - A numeração refere-se à quarta edição do livro Fundamentos de Física, vol. 1., exceto os capítulos 13 e 15 que se referem ao volume 2.

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