====== Introdução ====== Esta disciplina é central na formação do físico, tanto do bacharel quanto do licenciado. Tem um caráter múltiplo: é integradora, porque junta os conhecimentos adquiridos na Física básica com os métodos analíticos e algébricos aprendidos nas disciplinas de matemática; por causa disso, também é uma introdução às técnicas da Física Matemática; é uma disciplina que leva o estudante ao domínio de técnicas bastante gerais de resolução de problemas, o que é parte da natureza mesma da profissão de físico, pesquisador ou professor; e proporciona, por fim, uma visão mais abrangente e completa dos conteúdos da mecânica newtoniana, além de apresentar, em nível introdutório, uma formulação mais sofisticada e geral, obtida a partir de um princípio variacional.\\ ===== Ementa ===== * Mecânica newtoniana de uma partícula.\\ * Oscilações.\\ * Problema de dois corpos: gravitação e forças centrais.\\ * Dinâmica de um sistema de partículas.\\ * Movimento em referencial não inercial.\\ * Princípio variacional.\\ * Equações de Lagrange.\\ (Fonte: catálogo da UFF)\\ ===== Dinâmica de Sala de Aula ===== As aulas deste semestre serão apoiadas pelo canal de vídeo-aulas no youtube "Mecânica Clássica UFF" - há um atalho direto para o canal na aba Links. Uma tarefa semanal dos alunos será assistir a aulas gravadas desse canal. Assistir às aulas gravadas **antes** de minhas aulas será essencial para o sucesso nesta disciplina.\\ Enquanto assiste aos vídeos de uma determinada aula, o estudante deve responder às perguntas de um questionário online que será acessado a partir de um link colocado na página principal da disciplina. **Isto serve para garantir que você preste tanta atenção aos vídeos como faria se estivesse assistindo a uma aula presencial, tomando notas e parando o vídeo para refletir sobre o material sendo exposto**. Haverá um bônus para o estudante que responder a **TODOS** os questionários no prazo certo - confira na aba [[avaliacao|Avaliação]].\\ A frequência às aulas é um compromisso recíproco entre professor e alunos: eu não faltarei, a não ser por motivos médicos ou humanitários, e espero o mesmo comportamento da parte de vocês.\\ Uma parte importante do conteúdo da disciplina será objeto de dinâmicas participativas em sala de aula, e isto realça a importância da sua presença. A pesquisa em ensino de Física demonstra que estas dinâmicas aumentam a eficácia do aprendizado, e por isso serão usadas na disciplina. Usarei duas modalidades: algumas aulas envolverão a realização de atividades tutoriais em grupo e outras constarão da discussão coletiva de questões conceituais. O material para estas dinâmicas está disponibilizado nas abas [[Duvidas nas Listas 1 e 2|Tutoriais]] e [[Duvidas nas Listas 3 e 4|Questões para Discussão em Classe]]. A participação **integral** nas aulas, e portanto nestas dinâmicas, poderá merecer bonificação na nota final, a meu critério. ===== Programa ===== === 1. As Leis de Newton === a. Espaço, tempo, massa e força\\ b. Escalares e vetores\\ c. Análise dimensional\\ d. Produto de vetores e cálculo vetorial\\ e. Sistemas de coordenadas\\ f. 1ª e 2ª leis, referenciais inerciais\\ g. Equações diferenciais\\ h. 3ª lei e conservação de momento\\ i. 2ª lei em coordenadas cartesianas e polares (2D)\\ === 2. Projéteis e partículas carregadas === a. Forças de arrasto: caso linear (viscosidade), trajetória e alcance\\ b. Arrasto quadrático\\ c. Partícula carregada: carga em campo magnético\\ d. Números complexos\\ === 3. Momento e momento angular === a. Conservação do momento\\ b. Sistemas de massa variável; foguetes\\ c. Centro de massa\\ d. Momento angular de uma partícula; lei de Kepler\\ e. ... de sistema de partículas; momento de inércia\\ === 4. Energia === a. Trabalho e energia cinética\\ b. Forças conservativas e energia potencial; o gradiente e o rotacional\\ c. Energia em sistemas 1D: análise gráfica e solução completa\\ d. Equilíbrio e estabilidade\\ e. Forças centrais\\ f. Energia de interação e conservação da energia mecânica\\ === 5. Oscilações === a. Lei de Hooke e movimento harmônico simples\\ b. Osciladores bidimensionais; figuras de Lissajous\\ c. Oscilações amortecidas e forçadas\\ d. Ressonância\\ === 6. Equações de Lagrange === a. Cálculo variacional e equação de Euler-Lagrange\\ b. Problemas clássicos: princípio de Fermat, a braquistócrona\\ c. Princípio de Hamilton\\ d. Sistemas sem e com vínculos\\ e. Momento generalizado e coordenadas ignoráveis\\ f. Teorema de Noether e leis de conservação\\ === 7. Problemas de força central === a. Centro de massa, coordenada relativa e massa reduzida\\ b. Equações de movimento\\ c. Referencial do centro de massa\\ d. Problema unidimensional equivalente\\ e. Equação da órbita e órbitas de Kepler\\ f. Navegação de espaçonave: transferência entre órbitas\\ === 8. Referenciais não inerciais === a. Referencial em translação acelerada; as marés\\ b. Vetor velocidade angular\\ c. Derivadas temporais em referenciais em rotação\\ d. 2ª lei em referencial em rotação\\ e. Forças centrífuga e de Coriolis\\ f. Queda livre na superfície da Terra\\ g. Pêndulo de Foucault\\ === 9. Dinâmica de corpos rígidos === a. Propriedades do centro de massa\\ b. Rotação em torno de eixo fixo\\ c. Rotação em torno de eixo qualquer; tensor de inércia\\ d. Equação de autovalores do tensor de inércia e eixos principais de inércia\\ e. Precessão de um pião\\ f. Equações de Euler com torque nulo\\