Objetivos e Competências
CONHECIMENTO: Os alunos devem adquirir conhecimentos de terminologia, símbolos, princípios e relações fundamentais da Física.
COMPREENSÃO: Pela natureza da UC, todos os conteúdos se dirigem primariamente à compreensão.
APLICAÇÃO: Em todos os temas programáticos são resolvidos exercícios com situações modelo, situações do quotidiano ou situações encontradas em outras UCs do curriculum; em todos os casos, os alunos têm de aplicar os conceitos e relações aprendidos.
ANÁLISE: Os exercícios e os trabalhos práticos exigem uma análise das situações, a sua decomposição em elementos mais simples de estudar, a elaboração de hipóteses, a investigação dos princípios e leis aplicáveis, bem como uma crítica dos resultados atingidos.
SÍNTESE: Os conteúdos desenvolvidos ao longo do semestre devem formar um conjunto integrado para a interpretação dos fenómenos físicos, o que exige um esforço de síntese.
AVALIAR: Conforme referido, os exercícios exigem uma avaliação das situações apresentadas e, após a aplicação de modelos e de técnicas de cálculo, os discentes devem avaliar criticamente os resultados a que chegaram.
MANUSEAR: Em determinados momentos do semestre, podem ser pedidos aos alunos trabalhos de verificação de leis físicas estudadas, recorrendo a montagens experimentais efectuadas pelos próprios alunos, com materiais comummente disponíveis.
Resultados Expectáveis: Espera-se que os discentes adquiram a capacidade de analisar situações do seu quotidiano, profissional ou não, à luz dos conceitos e leis fundamentais da Física. Devem ainda ser capazes de chegar a previsões quantitativas de grandezas.
Metodologias de ensino
A disciplina está organizada em aulas teóricas e teórico-práticas. Nas aulas teóricas apresenta-se o desenvolvimento formal dos assuntos e analisam-se exercícios modelo de aplicação. Nas aulas teórico-práticas os alunos resolvem, sob a orientação do docente, um conjunto alargado de exercícios, que visam consolidar e aplicar os conhecimentos adquiridos nas aulas teóricas.
Para além disso, os alunos executam trabalhos com base em simulações computacionais e com montagens experimentais construídas pelos próprios. Nestes trabalhos os alunos verificam princípios e leis estudados nas outras aulas e depois exercitam a elaboração de relatórios.
Em todas as aulas é incentivada a participação activa dos discentes.
Conteúdos programáticos
Aulas Teóricas:
I. Mecânica.
1. Introdução. Movimento unidireccional.
2. Vectores. Movimentos a duas dimensões.
3. Leis de Newton. Aplicações. Atrito estático e dinâmico.
4. Movimento circular uniforme. Referência a movimento em referenciais acelerados.
5. Energia.
Trabalho de forças constantes e de forças variáveis.
Energia cinética e teorema do trabalho–energia.
Forças conservativas e não conservativas. Energias potenciais gravítica e elástica.
Conceito de energia interna.
Princípio da conservação da energia.
6. Momento linear e colisões.
7. Rotação de um objecto em torno de um eixo fixo.
Cinemática do movimento rotativo. Momento de inércia.
Momento. Relação entre momento e aceleração angular.
Trabalho e energia do movimento rotativo.
8. Momento angular. Conservação do momento angular.
9. Equilíbrio estático.
Aulas Teórico- Práticas:
Nestas aulas resolvem-se exercícios de aplicação das matérias apresentadas nas aulas teóricas. A selecção dos exercícios é criteriosa, escolhendo-se situações muito ilustrativas dos conceitos e equações estudados, situações ligadas à vivência comum, e ainda situações que os alunos encontram noutras unidades curriculares.
Fora das horas de contacto e em actividades de grupo (3 elementos), os alunos realizam trabalhos baseados em simulações computacionais (applets) e também trabalhos experimentais com montagens elaboradas pelos próprios discentes.
Embora alguns destes trabalhos vão mudando de ano para ano, eles incluem os seguintes:
- Determinação de velocidades, acelerações e celeridades no movimento de um balão, ou de uma bola de basquetebol.
- Cinemática de móveis em planos inclinados.
- Dinâmica de objectos com atrito.
