Conhecimentos de Base Recomendados

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Objetivos

- Efectuar conversões de unidades;

- Aplicar as Leis de Newton;

- Definir fluido e suas propriedades; aplicar a Lei fundamental da hidrostática, a Lei de Arquimedes a situações de

equilíbrio de corpos num fluido líquido;

- Definir fluxo laminar e turbulento; identificar e caracterizar o regime de um escoamento; aplicar a Lei de Bernoulli;

calcular a pressão e velocidade em qualquer ponto de um escoamento;

- Definir fluxo de um campo eléctrico e aplicar a lei de Gauss;

- Analisar circuitos eléctricos utilizando as leis apropriadas para essa análise;

- Definir força magnética e linha de força;

- Conhecer os materiais magnéticos;

- Aplicar as leis de ótica e as propriedades óticas da matéria;

- Resolver problemas de forma analítica, numérica ou gráfica nos tópicos incluídos nos conteúdos programáticos

- Desenvolver competências analíticas.

Métodos de Ensino

A unidade está organizada em aulas teórico-práticas e aulas laboratoriais. As aulas teórico-práticas alternam entre aulas de carácter mais teórico, apresentadas recorrendo-se a ferramentas informáticas para ilustrar as diversas matérias, e aulas práticas usando o método demonstrativo, com resolução de problemas práticos pelos estudantes sob supervisão do docente e, sempre que adequado, usando a metodologia de “problem-based learning”. Nas aulas Laboratoriais serão realizados trabalhos práticos, em grupo, com avaliação através de relatórios. Nestes trabalhos em grupo procurar-se-á implementar uma metodologia de “cooperative learning” de modo a que cada elemento do grupo, com a responsabilidade de determinadas tarefas, partilhe e discuta os seus resultados com os outros colegas de grupo.

Estágio(s)

Não

Programa

1. Conceitos básicos sobre grandezas e medidas
2. Mecânica – Introdução ao cálculo vectorial; Estática das partículas.
3. Fluidos – Propriedades dos fluidos. Estática dos fluidos. Lei fundamental da Hidrostática. Leis de Pascal, da Impulsão e de Arquimedes. Cinemática e dinâmica dos fluidos. Movimento do fluido em regime estacionário. Equações da Continuidade e de Bernoulli.
4. Eletricidade e Magnetismo – Cargas eléctricas e campos eléctricos. Lei de Gauss. Potencial Eléctrico. Condensadores. Intensidade de corrente. Resistência e resistividade eléctricas. Lei de Ohm. Circuitos eléctricos. Lei das malhas e Lei dos nós de Kirchhoff. Campo magnético produzido por intensidades de corrente.
5. Ótica – Ótica Geométrica. Princípio de Fermat. Ondas electromagnéticas. Leis de reflexão e refração. Imagens. Espelhos. Instrumentos óticos.

Demonstração de conteúdos

Os conceitos de Física Geral visam proporcionar uma formação abrangente nos diferentes tópicos da área, importantes na compreensão dos fundamentos das técnicas físicas usadas nas tecnologias do petróleo. A sua aprendizagem oferece conhecimentos de aplicação interdisciplinar uma vez que a Física é uma ciência central e a aplicação das suas leis e princípios constituem a base de muitas técnicas e fenómenos biofísicos. A UC utiliza didáticas inovadoras, envolvendo a componente laboratorial, através da utilização de exemplos especialmente selecionados para ilustrar a aplicação de conceitos físicos de exemplos reais. Deste modo, trabalhando em grupo e em contexto de laboratório, os estudantes aplicam os conceitos ministrados nas aulas aprendidos.

Demonstração da metodologia

As metodologias ativas de ensino utilizadas, alternando conteúdos teóricos, práticos e em contexto de laboratório, permitem a aplicação dos conhecimentos utilizando métodos analíticos. Nas matérias de carácter mais teórico o estudante é incentivado a pesquisar informação acerca do tema abordado de modo a consolidar os seus conhecimentos e adquirir as competências pretendidas. Nas componentes práticas e de laboratório, os estudantes resolvem problemas numéricos e modelam situações reais. As componentes laboratoriais (PL) aplicam os conceitos associados ao ponto 3 dos conteúdos programáticos (Determinação da impulsão sobre um corpo totalmente imerso em água; Determinação do coeficiente de viscosidade de um líquido) e ao ponto 4 (Circuitos Eléctricos). Sendo uma unidade que desenvolve competências em física, para um futuro diplomado em Tecnologias do Petróleo, o estudante deve ser capaz de aplicar os conceitos leccionados aos sistemas biológicos e aos sistemas físicos.

Docente(s) responsável(eis)

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Bibliografia

B.R. Munson, D.F. Young, T.H. Okiishi and W.W. Huebsch; Fundamentals of Fluid Mechanics, Sixth Edition, John Wiley & Sons, 2009
David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker (trad. e rev. Ronaldo Sérgio de Biasi); Fundamentos de Física, 8ª ed., LTCLivros Técnicos e Científicos Editora Lta., 2010 (1° vol.: Mecânica; 2° vol.: Gravitação, ondas e termodinâmica; 3° vol.: Electromagnetismo; 4° vol.: Óptica e física moderna)