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UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO
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| UNIDADE: INSTITUTO DE FÍSICA | ||
| DEPARTAMENTO: DEPTO. DE FISICA TEORICA | ||
| DISCIPLINA: Física para Matemática I | ||
| CARGA HORÁRIA: 90 | CRÉDITOS: 5 | CÓDIGO: FIS01-09342 |
| MODALIDADE DE ENSINO: Presencial | TIPO DE APROVAÇÃO: Nota e Frequência | |
| STATUS | CURSO(S) / HABILITAÇÃO(ÕES) / ÊNFASE(S) |
| Obrigatória | IME - Matemática (versão 4) IME - Matemática (versão 5) IME - Matemática (versão 6) IME - Matemática (versão 7) IME - Matemática (versão 7) |
| TIPO DE AULA | CRÉDITO | CH SEMANAL | CH TOTAL |
| Teórica | 4 | 4 | 60 |
| Laboratório | 1 | 2 | 30 |
| TOTAL | 5 | 6 | 90 |
OBJETIVO(S):
Desenvolver as seguintes habilidades: compreender os fundamentos da mecânica newtoniana; aplicar os métodos de soluções de equações diferenciais para resolver as equações de movimento de modelos físicos unidimensionais simples: formular as leis da mecânica vetorialmente e obter soluções para a dinâmica de partículas movendo-se em mais de uma dimensão.
EMENTA:
Elementos da mecânica newtoniana, movimento unidimensional de uma partícula, movimento em duas e
três dimensões,dinâmica dos sistemas de partículas, corpo rígido,gravitação.
PROGRAMA:
1- ELEMENTOS DA MECÂNICA NEWTONIANA
1.1 - Mecânica: uma ciência exata.
1.2 - Cinemática: a descrição do movimento.
1.3 - Dinâmica: massa e força.
1.4 - As leis do movimento de Newton.
1.5 - Unidades e dimensões.
2- MOVIMENTO UNIDIMENSIONAL DE UMA PARTÍCULA
2.1- Teorema do momento e da energia.
2.2- Discussão do problema geral do movimento unidimensional.
2.3- Força aplicada dependente do tempo.
2.4- Força de amortecimento dependente do tempo.
2.5- Força conservativa dependente de posição, energia potencial.
2.6-Corpos em queda livre.
2.7- Oscilador harmônico simples.
2.8- Oscilador harmônico amortecido.
2.9- Oscilador harmônico forçado.
3- MOVIMENTO EM DUAS E TRÊS DIMENSÕES
3.1- Álgebra vetorial.
3.2- Aplicação a um conjunto de forças que atuam sobre uma partícula.
3.3- Diferenciação e integração de vetores.
3.4- Cinemática do plano.
3.5- Cinemática em três dimensões.
3.6- Elementos de análise vetorial.
3.7- Teorema do momento linear e da energia.
3.8- Teorema do momento angular no plano e no espaço.
3.9- Discussão do problema geral do movimento em duas e três dimensões.
3.10- O oscilador harmônico em duas e três dimensões.
3.11- Projéteis.
3.12- Energia potencial.
3.13- Movimento sob a ação de uma força central.
3.14- Força central inversamente proporcional ao quadrado da distância.
3.15- Órbitas elípticas e hiperbólicas.
4- DINÂMICA DOS SISTEMAS DE PARTÍCULAS
4.1- Conservação do momento linear, centro de massa.
4.2- Conservação do momento angular.
4.3- Conservação da energia.
4.4- Análise crítica das leis da conservação.
4.5- Foguetes, esteiras e planetas.
4.6- Problemas sobre colisões.
4.7- O problema de dois corpos.
4.8- Coordenadas do centro de massa.
4.9- Empalhamento de Rutherford por uma partícula carregada de massa finita.
4.10- O problema de N corpos.
4.11- Acoplamento de dois osciladores harmônicos.
5- CORPO RÍGIDO
5.1- O problema de dinâmica relativo ao movimento de um corpo rígido.
5.2- Rotação em torno de um eixo.
5.3- O pêndulo simples.
5.4- O pêndulo composto.
5.5- Cálculo de centro de massa e do momento de inércia.
5.6- Energia de rotação de um corpo rígido.
6- GRAVITAÇÃO
6.1- Centros de gravidade de corpos de grandes dimensões.
6.2- Campo e potencial gravitacional.
6.3- Equações dos campos gravitacionais.
| PRÉ-REQUISITO 1: IME01-09299 Cálculo II |
| DISCIPLINA(S) CORRESPONDENTE(S): FIS01-02504 Física Geral I |
BIBLIOGRAFIA: K. R. Symon. Mecânica (Ed. Campus, Rio de Janeiro, 1986).
J. Barcelos Neto. Mecânica Newtoniana, Lagrangiana e Hamiltoniana (Ed. Livraria da Física, São Paulo,
2002).
J. B. Marion e S. T. Thornton. Classical Dynamics of Particles and Systems.4ª edição (Books Cole, Nova
Iorque, 2003).
G. R. Fowles e G. L. Cassidy.Analytical Mechanics (Saunders College Publishing, Nova Iorque, 1999).