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| - | ====== Programa ====== | + | ====== Introdução ====== |
| - | Esta disciplina é central na formação do físico, tanto do bacharel quanto do | + | 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 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 mesmo da profissão de físico, pesquisador ou professor; e proporciona, por fim, uma visão mais abrangente e completa dos conteúdos da Física newtoniana, além de apresentar, a nível introdutório, uma formulação mais sofisticada e geral, obtida a partir de um princípio variacional.\\ |
| - | licenciado. Tem um caráter múltiplo: é integradora, porque junta os conhecimentos adquiridos na Física básica com os métodos analíticos aprendidos nas cadeiras 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 mesmo da profissão de físico; e proporciona, por fim, uma visão mais abrangente e completa dos conteúdos da Física newtoniana, além de apresentar, a nível introdutório, formulações mais sofisticadas e gerais, | + | |
| - | como a obtida a partir de princípios variacionais.\\ | + | |
| ===== Ementa ===== | ===== Ementa ===== | ||
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| * Equações de Lagrange.\\ | * Equações de Lagrange.\\ | ||
| (Fonte: catálogo da UFF)\\ | (Fonte: catálogo da UFF)\\ | ||
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| + | ===== Dinâmica de Sala de Aula ===== | ||
| + | As aulas deste semestre serão filmadas para criação de um canal de vídeo-aulas no youtube, que se chamará "Mecânica Clássica UFF".\\ | ||
| + | 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 disciplinas. 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 será 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. | ||
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| + | ===== Programa ===== | ||
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| + | === 1. As Leis de Newton === | ||
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| + | 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)\\ | ||
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| + | === 2. Projéteis e partículas carregadas === | ||
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| + | a. Forças de arrasto: caso linear (viscosidade), trajetória e alcance\\ | ||
| + | b. Arrasto quadrático\\ | ||
| + | c. Partícula carregada: carga em campo magnético\\ | ||
| + | d. Números complexos\\ | ||
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| + | === 3. Momento e momento angular === | ||
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| + | 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\\ | ||
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| + | === 4. Energia === | ||
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| + | 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\\ | ||
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| + | === 5. Oscilações === | ||
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| + | a. Lei de Hooke e movimento harmônico simples\\ | ||
| + | b. Osciladores bidimensionais; figuras de Lissajous\\ | ||
| + | c. Oscilações amortecidas e forçadas\\ | ||
| + | d. Ressonância\\ | ||
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| + | === 6. Equações de Lagrange === | ||
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| + | 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\\ | ||
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| + | === 7. Problemas de força central === | ||
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| + | 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\\ | ||
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| + | === 8. Referenciais não inerciais === | ||
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| + | 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\\ | ||
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| + | === 9. Dinâmica de corpos rígidos === | ||
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| + | 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\\ | ||
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