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Pró-Reitoria de Graduação - Cursos Interunidades
 
Curso de Ciências Moleculares
 
Disciplina: CCM0112 - Física I
Physics I

Créditos Aula: 6
Créditos Trabalho: 0
Carga Horária Total: 90 h
Tipo: Semestral
Ativação: 01/07/1994 Desativação:

Objetivos
Apresentar aos alunos conceitos da Mecânica. Formular as Leis Fundamentais da Mecânica. Apresentar a relação entre o conceito de simetria e leis de conservação. Estudar interações específicas, como a interação gravitacional. Estudar rotações e referenciais não-inerciais. Os estudantes aprovados na disciplina deverão ser capazes de formular, entender, equacionar e resolver problemas físicos relativos aos tópicos acima.
 
 
 
Docente(s) Responsável(eis)
56121 - Nestor Felipe Caticha Alfonso
2143560 - Paulo Alberto Nussenzveig
 
Programa Resumido
Cinemática escalar e cinemática vetorial. Leis de Newton. Trabalho e Energia. Momento linear. Conservação de Momento Linear. Rotações e Momento Angular. Referenciais não-inerciais.
 
 
 
Programa
1. Movimento unidimensional.

(a) Velocidade média.
(b) Velocidade instantânea.
(c) Aceleração.
(d) Movimento retilíneo uniformemente acelerado.
(e) Queda dos corpos
2. Movimento em duas e três dimensões.

(a) Descrição em termos de coordenadas.
(b) Vetores.
(c) Velocidade e aceleração vetoriais.
(d) Movimento uniformemente acelerado.
(e) Movimento circular: acelerações tangencial e normal.
(f) Velocidade relativa.
3. Dinâmica.

(a) Forças em equilíbrio.
(b) A lei da inércia.
(c) A segunda lei de Newton.
(d) Conservação do momento e terceira lei de Newton.
4. Trabalho e energia mecânica.

(a) Conservação da energia em um campo gravitacional uniforme.
(b) Trabalho e energia.
(c) Trabalho de uma força variável.
(d) Forças coservativas.
(e) Conservação da energia no movimento unidimensional.
5. Conservação da energia.

(a) Trabalho de uma força.
(b) Forças conservativas.
(c) Força e gradiente da energia potencial.
6. Conservação do momento.

(a) Sistema de duas partículas; centro de massa.
(b) Sistemas de muitas partículas.
(c) Determinação do centro de massa.
7. A teoria da relatividade restrita.

(a) O princípio da relatividade.
(b) A transformação de Lorentz.
(c) Simultaneidade.
(d) A contração de Lorentz e a dilatação do tempo.
(e) Quadrivetores
(f) Dinâmica relativística.
(g) Equivalência da massa e da energia.
(h) Transformação de velocidades.
(i) Geometria do espaço-tempo.
8. Gravitação.

(a) A lei da gravitação universal.
(b) Campo da distribuição de massa esfericamente simétrica.
(c) A precessão dos equinóceos; as marés.
(d) O valor de G e a massa da Terra; a massa do Sol.
(e) O movimento planetário; a massa reduzida.
9. Cinemática dos corpos rígidos.

(a) Cinemática do corpo rígido.
(b) Representação vetorial das rotações.
(c) Torque.


(d) Momento angular e sua conservação.
(e) Simetrias e leis de conservação.
10. Dinâmica dos corpos rígidos.

(a) Rotação em torno de um eixo fixo.
(b) Cálculo de momentos de inércia.
(c) Movimento plano de um corpo rígido.
(d) Momento angular e velocidade angular.
(e) O giroscópio.
(f) Estática do corpo rígido.
11. Ordens de grandeza (ver Nussenzveig, cap. 1)

(a) Ordens de grandeza; algarismos significativos.
(b) Medidas de comprimento.
(c) Medidas do tempo.
 
CCM 0112 - Physics I

Program:
1. Generalities and Introduction to the Scientific Method
1.1 The purpose of Physics
1.2 Science in General
1.3 The Scientific Method
1.4 Orders of Magnitude. Significant figures
1.5 Measures of Length
1.6 Coordinate Systems
1.7 Measures of Time

2. One Dimensional Motion
2.1 Average and instantaneous Velocity
2.2 Acceleration
2.3 Accelerated Motion
2.4 Fall under Gravity

3. Two Dimensional Motion
3.1 Coordinates and Vectors
3.2 Velocity and Acceleration
3.3 Projectile Motion
3.4 Circular Motion
3.5 Normal and tangential acceleration
3.6 Relative Motion

4. Principles of Dynamics and Newton’s Laws
4.1 Equilibrium of Forces
4.2 Inertia Law
4.3 Newton’s Laws
4.4 Basic Forces of Nature
4.5 Various Forces
4.6 Movement in static Electric and Magnetic fields

5. Work and Mechanical Energy
5.1 Energy Conservation
5.2 Conservative and non conservative forces
5.3 General Expression of work as a line integral
5.4 Potential Energy
5.5 Power

6. Momentum Conservation
6.1 Systems of Particles
6.2 Center of Mass
6.3 Variable Mass. Rocket movement

7. Collisions
7.1 Impulse
7.2 Elastic and Inelastic Collisions

8. Gravity
8.1 Celestial Sphere
8.2 Ptolemy, Copernicus, Tycho Brahe, Kepler, Galileu
8.3 Newton’s Law of Universal Gravity
8.4 Newton’s “Principia”, Mathematical Principles of Natural Philosophy
8.5 Newtonian Mechanics
8.6 Reduced Mass
8.7 Gravitational Potential Energy

9. Rotation and Angular Momentum
9.1 The Rigid Body
9.2 Torque
9.3 Angular Momentum.
9.4 Symmetry and Conservation Laws
9.5 Rotation
9.6 Moment of Inertia
9.7 Angular momentum and angular velocity
9.8 Statics of Rigid Bodies

10. Inertial Forces
10.1 Galileu Transformation
10.2 Frames of reference, inertial and non inertial
10.3 Centrifugal and Coriolis Forces
10.4 Rotating Frame of reference
 
 
Avaliação
     
Método
Provas e listas de exercícios.
Critério
três provas de igual peso. Média 5 necessária para aprovação.
Norma de Recuperação
A possibilidade de recuperação depende de análise, caso a caso, feita pela Comissão de Graduação do CCM.
 
Bibliografia
     
- R. P. Feynmann, Lectures on Physics, Vol. I.
- H. M. Nussenzveig, Curso de Física Básica, Vol. I.
 

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