FCM0200 - Física Básica I



Ementa: 1.Introdução histórica - Breve discussão da evolução das idéias que levaram à formulação da Mecânica Newtoniana. A física de Aristóteles, os sistemas geocêntrico de Ptolomeu e heliocêntrico de Copérnico. As idéias de Galileo Galilei, os trabalhos de Tycho Brahe e Kepler, e finalmente o trabalho de Newton 2.Medidas e unidades - definição dos padrões de distância (metro), tempo (segundo) e massa (kilograma), assim como a evolução dos métodos de medida. Introdução dos sistema de unidades MKS e CGS. Potências de 10 e ordem de grandeza. Análise dimensional e algarismos significativos. 3.Movimento unidimensional - conceito de trajetória, movimento uniforme e acelerado. Definições de velocidade média e instantânea. 4.Breve introdução ao cálculo diferencial e integral - conceito de limite, derivada (através do exemplo da velocidade instantânea), regra de Leibniz, derivada de potências, regra da cadeia, conceito de integração (através do cálculo da distância percorrida como área abaixo da curva v × t). Conceito de aceleração instantânea. 5.Movimento em 2 e 3 dimensões - vetores: soma de vetores, multiplicação por escalar, produto escalar e vetorial. O vetores velocidade e aceleração. Decomposição de movimentos. Movimento de projéteis. Movimento circular uniforme. Velocidade angular. Velocidade relativa. 6.Princípios da Mecânica - Lei de inércia, referenciais inerciais. Segunda Lei de Newton, força e quantidade de movimento. Conservação do momento e Terceira Lei de Newton. Discussão do balde girante de Newton. Problemas com planos inclinados, massas presas a cordas, roldanas, etc. 7.Interações Fundamentais - Interação gravitacional: movimento planetário, a órbita da Lua e a queda da maçã, determinação do raio da Terra e distância Terra-Lua. Interação eletromagnética: lei de Coulomb, forças nucleares: interações fraca e forte. Forças moleculares, forças de atrito estático e cinético, força viscosa, forças não inerciais: centrífuga e Coriolis (exemplo da formação de ciclones) 8.Trabalho e energia mecânica - As energias cinética e potencial. Conceito de trabalho, a igualdade do trabalho e variação da energia cinética. Conservação da energia mecânica em uma dimensão: forças conservativas e dissipativas, determinação qualitativa do movimento através da energia. Oscilador harmônico. Trabalho e energia em mais dimensões forças conservativas e independência do caminho. Potências média e instantânea. 9.Sistema de partículas - centro de massa, forças internas e externas, conservação do momento linear, energia de um sistema de partículas. Colisões em uma dimensão, pêndulo balístico. Colisões em três dimensões. Impulso. Referencial centro de massa. 10.Oscilações - movimento harmônico simples, pêndulos simples e físico, oscilações amortecidas, oscilações forçadas e ressonância.

Bibliografia:
  • P. Tipler, Física - Vol. I.
  • H. Moysés Nussensveig - Curso de Física Básica, Vol I: Mecânica
  • R. P. Feynman, R. Leighton, M. Sands, Feynman Lectures on Physics.