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Mestrado em Física e Química para o Ensino Projecto Experimental de Física |
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Regime: Semestral Carga Horária Semanal: Uma hora de aula teórica e duas horas de aulas práticas Objectivos: Orientar os alunos no desenvolvimento de trabalhos experimentais que demonstrem os conceitos mais importantes nas diferentes áreas da física, de forma a despertar o interesse dos alunos dos ensinos básico e secundário pelos mecanismos subjacentes aos fenómenos naturais. Conteúdos: Os temas abordados abrangem todas as áreas da física clássica relevantes para os diferentes níveis de ensino pré-universitário:
1. Introdução 1.1. Grandezas escalares e vectoriais, unidades de medida 1.2. Adição de vectores 1.3. Medições e erro experimental 2. Movimento Rectilíneo 2.1. Velocidade média, velocidade instantânea e aceleração 2.2. Movimento unidimensional com velocidade constante 2.3. Movimento unidimensional com aceleração constante 2.4. Movimento de queda livre 3. Movimento no Plano 3.1. Movimento bidimensional com aceleração constante 3.2. Movimento de projécteis 3.3. Movimento circular uniforme 3.4. Movimento relativo 4. Dinâmica de Partículas 4.1. Leis de Newton 4.2. Forças de atrito 4.3. Resistência do ar 4.4. Dinâmica do movimento circular uniforme 5. Trabalho e Energia 5.1. Trabalho realizado por uma força constante 5.2. Trabalho realizado por uma força variável 5.3. Energia cinética e teorema do trabalho- energia 5.4. Potência 6. Conservação da Energia 6.1. Forças conservativas e forças não-conservativas 6.2. Energia potencial 6.3. Sistemas conservativos 7. Momento Linear 7.1. Movimento do centro de massa 7.2. Momento linear de um sistema de partículas 7.3. Conservação do momento linear 8. Colisões 8.1. Impulso e momento linear 8.2. Conservação do momento linear em colisões 8.3. Colisões em uma, duas e três dimensões 10. Equilíbrio de Corpos Rígidos 10.1. Momento de forças 10.2. Regra da mão direita; teorema de Varignon 10.3. Momento de um binário; adição de momentos 10.4. Momento em relação a um ponto e momento de binário pelo produto vectorial 10.5. Equilíbrio de corpos rígidos no plano 11. Mecânica dos Fluidos 11.1. Hidrostática; densidade e pressão 11.2. Princípios de Pascal e Arquimedes 11.3. Hidrodinâmica; linhas de fluxo e a equação da continuidade 11.4. Equação de Bernoulli 12. Calor e a Primeira Lei da Termodinâmica 12.1. Temperatura e a lei zero da termodinâmica; expansão térmica 12.2. Calor; capacidade térmica, calor específico e calor latente 12.3. Calor e trabalho; primeira lei da termodinâmica 12.4. Mecanismos de transferência de calor 13. Teoria Cinética dos Gases 13.1. Número de Avogadro; gases ideais 13.2. Temperatura e pressão: uma visão molecular; energia cinética e livre percurso médio 13.3. Calor específico molar de gases ideais 13.4. Expansão adiabática de gases ideais 14. Entropia e a Segunda Lei da Termodinâmica 14.1. Máquinas térmicas e refrigeradores 14.2. Segunda lei da termodinâmica 14.3. Ciclo de Carnot 14.4. Entropia 15. Carga Eléctrica e Campo Eléctrico 15.1. Cargas eléctricas; isolantes e condutores 15.2. Lei de Coulomb 15.3. Campo eléctrico; linhas de campo 15.4. Movimento de partículas carregadas em campos eléctricos 16. Lei de Gauss 16.1. Fluxo do campo eléctrico 16.2. Lei de Gauss 16.3. Aplicações da lei de Gauss 17. Potencial Eléctrico 17.1. Energia potencial e o potencial eléctrico 17.2. Campo eléctrico e potencial eléctrico 17.3. Condutores isolados 18. Capacitância 18.1. Capacitância e condensadores 18.2. Cálculo da capacitância; condensadores em série e em paralelo 18.3. Energia armazenada num condensador; materiais dieléctricos 19. Corrente Eléctrica 19.1. Corrente eléctrica e densidade de corrente 19.2. Resistência eléctrica e resistividade 19.3. Lei de Ohm 19.4. Energia e potência em circuitos eléctricos 20. Circuitos Eléctricos 20.1. Força electromotriz 20.2. Circuitos de uma única malha; resistências em série 20.3. Circuitos de múltiplas malhas; resistências em paralelo 20.4. Instrumentos de medida 20.5. Circuitos RC 21. Óptica Geométrica 21.1. Reflexão e refracção 21.2. Reflexão interna total 21.3. Espelhos planos e esféricos 21.4. Lentes delgadas 22. Interferência, Difracção e Polarização 22.1. Experiência de Young 22.2. Interferência em filmes finos 22.3. Interferometro de Michelson 22.4. Difracção 22.5. Polarização 23. Acústica Metodologia de Trabalho: Os alunos serão orientados em todas as fases do desenvolvimento de trabalhos experimentais relevantes para o ensino de conceitos físicos básicos: Escolha do tema, concepção da montagem experimental, recolha e tratamento de dados, apresentação de resultados, discussão e extensão dos conceitos físicos a outras situações, montagens alternativas, adaptação do experimento a um determinado nível de ensino. Avaliação: A avaliação será feita de forma contínua, durante todas as fases do trabalho dos alunos. Serão levados em conta os seguintes aspectos:
Bibliografia:
(1) D. Halliday, R. Resnick & J. Walker “Fundamentals of Physics” John Wiley, New York, 4th edition, 1993. (2) F. J. Bueche & D. A. Jerde “Principles of Physics” McGraw-Hill, New York, 6th edition, 1995. (3) J. W. Kane & M. M. Sternheim “Physics” John Wiley, New York, 1988. (4) Abreu, M.C.; Matias, L.; Peralta, L.F. “Física experimental”. Presença, Lisboa, 1994. (5) Squires, G. L. “Practical Physics” Cambridge University Press, Cambridge, 2001. Responsável: Ednan Joanni, PhD |
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Webmaster: Joaquim Anacleto Última actualização: 12 Set 2004 |
