Plano de Ensino

IDENTIFICAÇÃO

EMENTA

1 – Oscilações; 2 – Ondas; 3 – Hidrostática; 4 – Noções de Hidrodinâmica; 5 – Calor e a Primeira Lei da Termodinâmica; 6 – Entropia e a Segunda Lei da Termodinâmica; 7 – Propriedades térmicas dos Gases; 8 – Teoria Cinética dos Gases.

JUSTIFICATIVA

É de fundamental importância que os(as) discentes de Física de Materiais e Física Médica aprendam os conceitos, fenômenos e aplicações da física fluidos, de onda/oscilações e termodinâmica. Os temas abordados nessa disciplina contribuirão, de forma direta ou indireta, para o curso e para o dia a dia do bacharel em Física e Física Médica.

OBJETIVO

Dar continuidade ao curso de Física Básica I, através da exposição de tópicos como: oscilações ondas e termodinâmica.

PROGRAMA

1. OSCILAÇÕES
1.1 Oscilações harmônicas
1.2 Exemplos de osciladores harmônicos
1.3 Analogia entre o movimento harmônico simples e o movimento circular uniforme
1.4 Superposição de movimentos harmônicos simples
1.5 Oscilações amortecidas
1.6 Oscilações forçadas
1.7 Oscilações forçadas amortecidas
1.6 Oscilações acopladas
 

2. ONDAS
2.1 Ondas em uma dimensão
2.2 Ondas harmônicas
2.3 A equação de onda unidimensional
2.4 A equação das cordas vibrantes
2.5 Intensidade de uma onda
2.6 Interferência e reflexão de ondas
2.7 Modos normais de vibração
2.7 Análise de Fourier do movimento geral de uma corda
 

3. HIDROSTÁTICA
3.1 Definição e propriedades de fluidos
3.2 Pressão num fluido
3.3 Equação geral da estativa dos fluidos
3.4 Lei de Stevin
3.5 Fluido em rotação
3.6 Princípio de Pascal
3.7 Pressão atmosférica
3.8 Princípio de Arquimedes
3.9 Equilíbrio de corpos flutuantes: Paradoxo histrostático
3. 10 Lei de Halley
 

4. NOÇÕES DE HIDRODINÂMICA
4.1 Regimes de escoamento
4.2 Equação da continuidade
4.3 Forças em fluido em escoamento estacionário
4.4 Equação de Bernoulli
4.5 Aplicações
4.6 O conceito de circulação e rotacional e aplicações
4.7 Viscosidade
 

5. CALOR E A PRIMEIRA LEI DA TERMODINÂMICA
5.1 A Lei zero da termodinâmica
5.2 Termômetros e escalas termométricas
5.3 Dilatação térmica
5.4 Calor
5.5 Condução de calor
5.6 O experimento de Joule do equivalente mecânico
5.7 A primeira lei da termodinâmica
5.8 Processos reversíveis

6. ENTROPIA E A SEGUNDA LEI DA TERMODINÂMICA
6.1 Os enunciados de Clausius e Kelvin
6.2 Motores térmicos
6.3 O ciclo de Carnot
6.4 A escala termodinâmica de temperatura
6.5 O teorema de Clausius
6.6 A entropia em processos reversíveis
6.7 Processos irreversíveis
6.8 O princípio do aumento da entropia
 

7. PROPRIEDADES TÉRMICAS DOS GASES
7.1 Equação dos gases ideais
7.2 Propriedades termodinâmicas de um gás ideal
7.3 Processos adiabáticos de um gás ideal
7.4 Colisões duas dimensões e a seção de choque de colisão
 

8. TEORIA CINÉTICA DOS GASES
8.1 Teoria atômica da matéria
8.2 Hipóteses básicas da teoria cinética
8.3 Teoria cinética da pressão
8.4 Lei dos gases perfeitos
8.5 Equipartição da energia e o calor específico
8.6 Livre caminho médio
8.7 Equação de Van der Waals dos gases reais

METODOLOGIA

O conteúdo programático da disciplina será desenvolvido por meio de Ambiente Virtual de Aprendizagem (AVA) oficial da UFU, o Moodle (www.moodle.ufu.br). Onde serão disponibilizados documentos referentes à disciplina, guia de estudo dirigido e listas de exercícios. As aulas presenciais serão às 14h das terças, quintas e sextas-feiras. Durante esses momentos o conteúdo será ministrado via exposição dialogada, dúvidas serão sanadas e exercícios resolvidos. No total, serão ministradas 92 horas-aula presenciais e 16 horas-aula assíncronas.

CRONOGRAMA:

AVALIAÇÃO

A avalição dos alunos será através de quatro provas dissertativas sem consulta abordando o conteúdo ministrado em sala de aula e baseado nas listas de exercícios propostas. O aluno logra aprovação se atingir nota final maior ou igual à 60 pontos.

Ao discente que não atingir a pontuação mínima e tiver ao menos 75% de frequência, será oferecida uma prova de recuperação de todo o conteúdo da disciplina. A nova nota final é a média aritmética da nota final e a nota da recuperação.

BIBLIOGRAFIA

Básica

1 – Nussenzveig, H. M.. Curso de Física Básica. São Paulo: Edgard Blücher, 2002. Vol. 2.
2 – Tipler, P. A. e Mosca, G. Física para Cientistas e Engenheiros: Mecânica, Oscilações e Termodinâmica, Ondas. Rio de Janeiro: LTC, 2006. Vol. 1.
3 – Halliday, D. Resnick, R. Walker, J. Fundamentos de Física. Rio de Janeiro: LTC, 2009. Vol. 2.

Complementar

1 - Zilio, S. C. e Bagnato, V. S. Mecânica, calor e ondas, 2002. Disponível em: <http://www.fotonica.ifsc.usp.br/ebook/book3/Mecanica-Calor-Ondas.pdf>.
2 - Nussenzveig, P. 44 vídeos. Aulas USP|Física II. Publicado pelo canal Canal USP, 2017. Disponível em: <https://www.youtube.com/playlist?list=PLAudUnJeNg4tcWYcOzTW-4zf0zCkfdL9z> .
3 - Bagnato, V. S. 46 vídeos. Física Básica Universitária 2. Publicado pelo canal CePOF & INCT Óptica Básica e Aplicada, 2020. Disponível em <https://www.youtube.com/playlist?list=PLW5Hta-B_II7DGsSPUE0k51N6EdE7iaW7>.
4 - Alonso, M e Finn, E. J. Física, um Curso Universitário: Mecânica. São Paulo: Edfard Blücher, 2005. Vol. 1.
5 - Sears, F., Young, H. D., Freedman, R. A., Zemansky, M. W. Física: Termodinâmica e ondas. Pearson Education, 2008. Vol. 2.

APROVAÇÃO

Aprovado em reunião do Colegiado realizada em: ____/____/______

Coordenação do Curso de Graduação: _________________________

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Documento assinado eletronicamente por Gustavo Foresto Brito de Almeida, Professor(a) do Magistério Superior, em 12/04/2022, às 19:54, conforme horário oficial de Brasília, com fundamento no art. 6º, § 1º, do Decreto nº 8.539, de 8 de outubro de 2015.

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A autenticidade deste documento pode ser conferida no site https://www.sei.ufu.br/sei/controlador_externo.php?acao=documento_conferir&id_orgao_acesso_externo=0, informando o código verificador 3500107 e o código CRC 351B28A0.

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