Ao final da disciplina o estudante deve: saber o que é método científico e seu fluxo de trabalho; saber planejar, executar e relatar um experimento simples; saber o conceito de medida física e os tipos de erros de medida (sistemático e aleatório); saber o que é uma lei física e saber criar um modelo matemático; saber implementar e executar modelos simples baseados em equações diferenciais de primeira e segunda ordem; saber o que é um sistema dinâmico, o que é um estado de um sistema dinâmico e o que é uma trajetória de um sistema dinâmico.
Estudo de aspectos da pesquisa científica e seus métodos. Realização de experimentos simples em sala de aula, conceituação de medidas, leis, corroboração, falseamento, levando à modelagem matemática, determinística e estocástica de sistemas físicos. Realização computacional de modelos, com simulações apresentadas na forma analítica e de animações gráficas, em ambientes computacionais especializados para simulação e animação. Estudos de caso: principalmente fenômenos da mecânica clássica com modelos contínuos.
Metodologia Científica (experimentos, medidas, leis, corroboração, falseabilidade); sistemas físicos e sua relação com as "leis da Física"; modelagem, simulação e análise de sistemas físicos; aplicações tecnológicas. Aplicação dos conceitos em tópicos da mecânica clássica, como cinemática e dinâmica de objetos pontuais, corpo rígido e sistemas de partículas, movimento harmônico simples e mecânica ondulatória. O impacto da tecnologia de medida (e.g., aproximação da Biologia à engenharia) e dos computadores na ciência moderna (i.e., seu papel na descoberta de conhecimento). Outros modelos: modelos discretos e estoc ásticos (simulação de tecidos de corpos de animais por automatos celulares, ruído em sistemas físicos, passeio aleatório, etc.)
Bibliografia Básica: H. M. Nussenzveig, Curso de Física Básica: Mecânica (Volume 1), edição 5, Edgar Blucher, 2013. H. M. Nussenzveig, Curso de Física Básica: Fluidos, Oscilações e Ondas, Calor (Volume 2), edição 5, Edgar Blucher, 2013. Bibliografia Complementar: R. L. Burden e J. D. Faires, Análise Numérica, edição 8, Cengage Learning, 2015. H. Gould, J. Tobochnik, W. Christian, An Introduction to Computer Simulation Methods: Applications to Physical Systems, 3rd Edition, Addison-Wesley, 2006. A.B. Shiflet, G.W. Shifle, Introduction to Computational Science: Modeling and Simulation for the Sciences, 2nd edition, Princeton University Press, 2014. R. A. Serway, J.W. Jewett, Physics for Scientists and Engineers, 9th edition, Cengage Learning, 2013.