|
UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO
|
| UNIDADE: INSTITUTO DE FÍSICA | ||
| DEPARTAMENTO: DEPTO. DE FISICA TEORICA | ||
| DISCIPLINA: Mecânica Geral | ||
| CARGA HORÁRIA: 90 | CRÉDITOS: 5 | CÓDIGO: FIS01-07063 |
| MODALIDADE DE ENSINO: Presencial | TIPO DE APROVAÇÃO: Nota e Frequência | |
| STATUS | CURSO(S) / HABILITAÇÃO(ÕES) / ÊNFASE(S) |
| Obrigatória | FIS - Física (versão 3) FIS - Física (versão 4) FIS - Física (versão 5) FIS - Física (versão 6) FIS - Física (versão 7) |
| TIPO DE AULA | CRÉDITO | CH SEMANAL | CH TOTAL |
| Teórica | 4 | 4 | 60 |
| Prática/ Trabalho de Campo | 1 | 2 | 30 |
| TOTAL | 5 | 6 | 90 |
OBJETIVO(S):
Ao final do período o aluno deverá ser capaz de: formular as leis da mecânica vetorialmente, aplicar os métodos de soluções de equações diferenciais em problemas propostos e conhecer a solução de problemas clássicos como movimento sob ação de força central, espalhamento etc. Entender os princípios da relatividade restrita.
EMENTA:
1 Segunda Lei de Newton - Movimento em uma Dimensão
1.1 As leis de Newton em uma dimensão: momento linear, teorema do trabalho-energia e energia potencial em uma dimensão. Movimento sob a ação de forças constantes, dependentes da posição, do tempo, e da velocidade.
1.2 Revisão do oscilador harmônico forçado, serie de Fourier e função de Green.
1.3 Osciladores não lineares, teoria das perturbações.
2 Movimento em Duas e Três Dimensões
2.1 Derivadas de funções vetoriais e transformações de coordenadas.
2.2 Teorema do trabalho-energia, energia potencial e o conceito de gradiente.
2.3 Condições para uma força ser conservativa (o conceito de rotacional).
2.4 Dinâmica em duas e três dimensões.
3 Movimento sob Ação de uma Força Central
3.1 Força central inversamente proporcional ao quadrado da distância.
3.2 O problema de Kepler: tipos de órbitas, estabilidade das órbitas circulares.
3.3 O problema de Rutherford: seção de espalhamento.
4 Sistemas de Partículas
4.1 Revisão das leis de conservação.
4.2 O problema de dois corpos: massa reduzida. Correção à 3a Lei de Kepler.
4.3 O espalhamento de Rutherford no sistema de coordenadas de centro de massa.
4.4 Osciladores acoplados, coordenadas normais, autovalores e autovetores. Osciladores acoplados na presença de atrito e força externa. Oscilações de moléculas.
5 Corpos Rígidos
5.1 Dinâmica do corpo rígido: equações de movimento.
5.2 Rotação em torno de um eixo: o pêndulo composto.
5.3 Tensor de inércia, momento angular, ângulos de Euler, pião pesado.
6 Sistemas de Coordenadas em Movimento
6.1 Traslação e rotação dos sistemas de coordenadas. A segunda lei de Newton em sistemas não inerciais.
6.2 Leis do movimento levando em conta os efeitos da rotação da Terra: pêndulo de Foucault.
7 Relatividade Restrita
7.1 Relatividade newtoniana e transformações de Galileu, a experiência de Michelson-Morley.
7.2 Relatividade einsteiniana, transformações de Lorentz e suas conseqüências: contração de Lorentz, dilatação do tempo, simultaneidade.
7.3 Postulados da relatividade restrita.
7.4 Adição de velocidades; energia, momento e força.
7.5 O cone de luz e a geometria do espaço-tempo na relatividade restrita.
7.6 O princípio de equivalência.
8 Gravitação
8.1 A lei da gravitação, força gravitacional, potencial gravitacional.
8.2 Soluções da equação de Poisson.
| PRÉ-REQUISITO 1: FIS01-07171 Mecânica Física II A |
| PRÉ-REQUISITO 2: IME01-03646 Cálculo Diferencial e Integral III |
| DISCIPLINA(S) CORRESPONDENTE(S): FIS01-01699 Mecânica Geral I FIS01-01761 Mecânica Geral II |
BIBLIOGRAFIA: G. Fowles and G. Cassiday: Analytical Mechanics, Brooks Cole, 2004.
J.B. Marion: Classical Dynamics of Particles and Systems, Academic Press, 1965.
W. Greiner: Classical Mechanics: Point Particles and Relativity, Springer, 2004.
H. Goldstein, C. Poole e J. Safko, Classical Mechanics, 3a edição, Addison-Wesley.
Mecânica Newtoniana, Lagrangiana, e Hamiltoniana, J. Barcelos Neto, Ed. Livraria da Física.