Ensino - Prof. Luciano Melo Abreu

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Física Geral e Experimental II - FIS122

SEMESTRE 2010.1


 
Plano de Curso
Cronograma
Material de Apoio
Avaliações



Plano de Curso

I. EMENTA


Estudam-se em nível básico os conceitos relacionados às seguintes áreas: Física dos Fluidos: Estátida e Dinâmica dos Fluidos; Oscilações Mecânicas; Ondas Mecânicas; Propagação do Som; Temperatura, Calor, Termodinânica e Propriedades do Gases.

Paralelamente, realizam-se experimentos em laboratório relacionados com o conteúdo visto em aula, de maneira a alcançar um melhor entendimento dos fenômenos físicos em estudo.




II. JUSTIFICATIVA

A disciplina Física Geral e Experimental II é elaborada para suprir a necessidade dos cursos de graduação na área de Ciências Exatas, Tecnológicas e da Natureza (física, matemática, química, geologia, todos os ramos da engenharia, etc.) de possibilitar aos estudantes um entendimento dos conceitos próprios da física dos fluidos, oscilações, ondas, termodinâmica e propriedades dos gases em um nível básico.




III. OBJETIVOS

O objetivo geral desta disciplina é proporcionar a fundamentação teórica e prática básica dos fenômenos físicos relacionados ao conteúdo programático.

Como objetivos específicos, temos

  • Oportunizar as condições de identificação e interpretação qualitativa e quantitativa dos objetos de estudo.

  • Possibilitar a aplicação dos conhecimentos adquiridos em situações cotidianas envolvendo os fenômenos relacionados ao conteúdo.



IV. CONTEÚDO PROGRAMÁTICO


1. Física dos Fluidos



1.1 Estática dos fluidos:

  • Densidade e pressão em um fluido

  • Variação da pressão em um fluido em repouso

  • Princípios de Pascal e Arquimedes

  • Medidas de pressão

  • Máquinas hidráulicas simples

1.2 Dinâmica dos fluidos

  • Escoamento dos fluidos ideais

  • Linhas de corrente

  • Equação da continuidade

  • Equação de Bernoulli e suas aplicações

  • Viscosidade

2. Oscilações Mecânicas

  • Oscilações

  • Movimento harmônico simples unidimensional

  • A Energia no movimento harmônico simples

  • Exemplos e Aplicações

  • Relação entre o MHS e o movimento circular uniforme

  • Oscilações amortecidas

  • Oscilações forçadas e ressonância


3. Ondas


2.1 Movimento Ondulatório

  • Ondas mecânicas: propagação e tipos

  • Onda em uma corda tensa

  • A energia no movimento ondulatório

  • Interferência de ondas e o princípio da superposição

  • Ondas estacionárias e ressonância


3.2 Ondas Sonoras

  • Propriedades e propagação das ondas sonoras

  • A velocidade do som

  • Intensidade das ondas sonoras

  • Ondas sonoras longitudinais

  • Sistemas vibrantes e fontes sonoras

  • O efeito Doppler


4. Temperatura


  • Temperatura e equilíbrio térmico: a lei zero da termodinâmica

  • Escalas de temperatura

  • Medição de temperatura

  • Dilatação térmica


5. Calor e a Primeira Lei da Termodinâmica


  • Natureza do calor

  • Transferência de calor

  • Capacidade térmica e calor específico

  • A primeira lei da termodinâmica

  • Exemplos de processos


6. Propriedades dos Gases


  • Gases ideais e sua equação de estado

  • Energia interna de um gás ideal

  • Capacidades térmicas de um gás ideal

  • Processos em um gás ideal


7. Entropia e a Segunda Lei da Termodinâmica


  • Irreversibilidade dos processos macroscópicos

  • A Segunda Lei da Termodinâmica: enunciados de Kelvin e de Clausius

  • Máquinas térmicas

  • O ciclo de Carnot

  • A entropia em processos reversíveis e irreversíveis

  • O princípio do aumento da entropia e a sua relação com a segunda lei


8. Teoria Cinética dos Gases e Noções de Mecânica Estatística


  • A teoria atômica da matéria

  • A teoria cinética dos gases

  • A teoria cinética da pressão

  • Lei cinética dos gases

  • Calores específicos e eqüipartição da energia

  • A interpretação estatística da entropia e a flecha do tempo


Laboratório

Realização de cerca de oito experimentos sobre fenômenos envolvendo estática e dinâmica dos fluidos, movimento harmônico simples, movimento ondulatório, acústica, escalas e medida de temperatura, capacidade térmica e calor específico das substâncias, propriedades dos gases.



V. METODOLOGIA

Na parte teórica as aulas são desenvolvidas através de exposição participativa, entremeada de discussões e construções em grupo, as quais são efetuadas partir de pesquisa bibliográfica, bem como leituras e estudos individuais e em grupos.

No decorrer do curso, as ferramentas tecnológicas também são utilizadas como facilitadoras no processo de construção do conhecimento, com a disponibilização de material de apoio no endereço eletrônico da disciplina.

A parte experimental é desenvolvida paralelamente em sessões semanais, em sua maior parte com a realização experimentos.


VI. AVALIAÇÃO

Durante a parte teórica, pretende-se perceber o nível de domínio do conhecimento, conteúdos e participação nas discussões durante o processo. Para isso a avaliação se fará através da capacidade de análise, síntese e argumentação em avaliações escritas. Seminários, debates e outras atividades estabelecidas com o grupo, em consonância com a metodologia proposta, também poderão ser utilizados.

Seguindo os mesmos parâmetros mencionados para a parte teórica, na parte experimental a avaliação será a partir dos relatórios dos experimentos e de exames sobre a compreensão dos experimentos realizados.

O peso da parte teórica no conceito final da disciplina é 6. Já o peso da parte experimental é 4.



VII. BIBLIOGRAFIA BÁSICA

  1. FÍSICA – vols. 2. Halliday, David; Resnick, Robert; Krane, Kenneth S.; 5ª ed., 2002, Editora LTC.

  2. FÍSICA PARA CIENTISTAS E ENGENHEIROS-VOL. 2. Tipler, Paul A.; Mosca, Gene, 2006, LTC Editora.

  3. FÍSICA 2. Sears, Francis; Zemansky, Mark Waldo; Young, Hugh D.; Friedman, R.; 10ª ed., 2003. Editora Addison Wesley.

  4. CURSO DE FÍSICA BÁSICA 2– MECÂNICA. Nussenzveig, H. Moysés. 4ª Ed., 2002, Editora Edgard Blücher.

  5. FÍSICA, UM CURSO UNIVERSITÁRIO-VOL.2. Alonso, M. e Finn; Edward J.; 1981, Editora Edgard Blucher.

  6. THE FEYNMAN LECTURES ON PHYSICS-VOLS. 1, 2 AND 3. R. P. Feynman, R. P.; 1970, Addison Wesley Longman.

  7. PRÁTICAS DE FÍSICA - VOLS. L e 2. Timoner, A; Majorana, Felix S.; Leiderman, Geny B., 2006, Editora Edgard Blücher.

  8. MANUAL DE LABORATÓRIO DE FÍSICA. Albuquerque, W. et al, 1980, Editora McGraw-Hill.

  9. PHYSICS LABORATORY MANUAL. Loyd, David H.; 2nd edition, 1997, Brooks Cole.



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Cronograma


DIA

ATIVIDADE

03/03/10

Apresentação do programada disciplina; Fluidos: definição

05/03/10

Fluidos: densidade; pressão; fluidos em repouso

10/03/10

Fluidos em repouso: aplicações, medidas de pressão

12/03/10

Fluidos em repouso : os princípios de Pascal e de Arquimedes

17/03/10

Fluidos em movimento: fluidos ideais em movimento; a equação da continuidade

19/03/10

Fluidos em movimento: a equação de Bernoulli

24/03/10

Fluidos em movimento: aplicações; viscosidade

26/03/10

Oscilações: o oscilador harmônico simples

31/03/10

Oscilações: a energia no movimento harmônico simples

07/04/10

Oscilações: aplicações

09/04/10

Oscilações amortecidas; oscilações forçadas e ressonância

14/04/10

Oscilações: aplicações

16/04/10

1ª Avaliação

23/04/10

Movimento Ondulatório: propagação e tipos de ondas mecânicas

28/04/10

Movimento Ondulatório: onda em uma corda tensa

30/04/10

Movimento Ondulatório: a energia no movimento ondulatório; aplicações

05/05/10

Movimento Ondulatório: Interferência de ondas e o princípio da superposição; Ondas estacionárias e ressonância

07/05/10

Ondas Sonoras: propriedades e propagação das ondas sonoras

12/05/10

Ondas Sonoras: propriedades e propagação das ondas sonoras; Intensidade das ondas sonoras

14/05/10

Ondas Sonoras Longitudinais; Sistemas vibrantes e fontes sonoras

19/05/10

Ondas Sonoras: O efeito Doppler

21/05/10

Ondas Sonoras: aplicações

26/05/10

2ª Avaliação

28/05/10

Temperatura: equilíbrio térmico; a lei zero da termodinâmica; escalas; medição; dilatação

02/06/10

Calor: natureza do calor; transferência de calor

04/06/10

Calor: Capacidade térmica e calor específico; a primeira lei da termodinâmica

09/06/10

Gases ideais: a equação de estado; trabalho realizado por um gás ideal; a energia interna

11/06/10

Gases ideais: capacidades térmicas de um gás ideal; processos em um gás ideal

16/06/10

Irreversibilidade dos processos macroscópicos; Variação da Entropia para procesos irreversíveis

18/06/10

A Segunda Lei da Termodinâmica; Máquinas térmicas; o ciclo de Carnot

23/06/10

A entropia em processos reversíveis e irreversíveis; O princípio do aumento da entropia

25/06/10

Teoria Cinética dos Gases e Noções de Mecânica Estatística

30/06/10

3ª Avaliação

05/07/10

Resultados e Segunda Chamada

12-17/07/10

Prova Final






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Material de Apoio



Em Construção...
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