Capítulo I Conceitos gerais Plano de Ensino Mecânica (1)

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Bom dia!
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Mecânica Aplicada
1º Semestre de 2016
Faculdade de Engenharia
Prof. Me. Sidnei Ramos Borges
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Pensamentos para reflexão
Pessoas resilientes possuem cinco características que os ajudam a buscar oportunidades em meio aos problemas: proatividade, positividade, flexibilidade, capacidade de manter sempre o foco em mente e sempre se organizar diante de uma situação complexa. São pessoas que sabem que não podem impedir a desestrutura, mas conseguem dominar a situação, agindo rapidamente com consistência. 
(Eduardo Carmello - Consultor Organizacional e Educacional)
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“Não deves tratar com parcialidade ao de condição humilde e não deves dar preferência à pessoa do grande” 
	
	(Levítico 19:15)
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Quando pensamos que sabemos todas as respostas, vem a vida e muda todas as perguntas.
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Bloco 1 
Plano de Curso
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Curso presencial
Será feita chamada todas as aulas – o aluno deverá te no mínimo 75% de presença
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Mecânica Aplicada
80 horas-aula – semestre 
4 aulas semanais
80 x 75% = 80 x 75/100 = 80 x 075 = 60
80 – 60 = 20
Como cada bloco se compõe de 2 aulas, o número de dias faltosos não poderá exceder a 10 dias (vinte aulas)
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Março
Dias letivos = 104 - 1º semestre
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Abril
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Maio
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Junho
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Julho
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Aula 01
Apresentação do Curso.
Apresentação da Bibliografia
Definição da Mecânica Técnica.
Sistema Internacional de Unidades.
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HABILIDADES E COMPETÊNCIAS ASSOCIADAS À DISCIPLINA - DCN
I - aplicar conhecimentos matemáticos, científicos, tecnológicos e instrumentais à engenharia; 
V - identificar, formular e resolver problemas de engenharia; 
VI - desenvolver e/ou utilizar novas ferramentas e técnicas;
XIII - avaliar a viabilidade econômica de projetos de engenharia;
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HABILIDADES E COMPETÊNCIAS ASSOCIADAS À DISCIPLINA - CONFEA
Coleta de dados, estudo, planejamento, projeto, especificação;
Estudo de viabilidade técnico-econômica;
Treinamento, ensino, pesquisa, desenvolvimento, análise, experimentação, ensaio, divulgação técnica, extensão;
Produção técnica e especializada;
Execução de instalação, montagem, operação, reparo ou manutenção;
Padronização, mensuração, controle de qualidade;
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EMENTA
Princípios básicos da física; 
Geometria das massas - centro de gravidade; momento de inércia; 
Estruturas Isostáticas - equilíbrios das peças prismáticas; esforços solicitantes simples.
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Objetivos
Reconhecer os princípios básicos da Física, tais como força, momento de uma força, corpo rígido, tipos de carregamentos atuantes em uma estrutura, decomposição de uma força, relações trigonométricas nos triângulos retângulos, equilíbrio dos corpos rígidos, etc;
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Calcular o centro de gravidade ou centróides das linhas e superfícies planas; os momentos de inércia, raios de giração, momentos polares de inércia, produtos de inércia e os momentos principais de inércia das superfícies planas;
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Conhecer e distinguir os diversos tipos de vinculações das estruturas planas;
Calcular as reações de apoio das estruturas isostáticas simples, tais como vigas biapoiadas e engastadas e livres, pórticos biapoiados e tiarticulados, etc;
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Conhecer e calcular os esforços solicitantes simples das estruturas;
Aplicar as convenções de sinais usadas para os esforços solicitantes simples;
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ESTRATÉGIAS DE ENSINO
O curso é composto por aulas expositivas teóricas com auxílio do quadro branco e data show (computador e projetor de multimídia), aulas interativas com discussões de temas específicos, atividades práticas supervisionadas, em sala de aula ou fora dela, com resolução de exercícios sobre os temas . 
Utilização de ferramenta de TI (Tecnologia em Informática) através do Portal Universitário da FESP - Intranet
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AVALIAÇÃO
	Serão aplicadas três avaliações (provas) com datas a serem marcadas pelo professor
1ª Avaliação – Valor: 30 pontos – 04/04/2016
2ª Avaliação – Valor: 30 pontos – 16/05/2016
3ª Avaliação – Valor: 40 pontos - 2O/06/2016
Avaliação final – Valor: 100 pontos – 27/06/2016 
Ao final o aluno que obtiver pontuação maior ou igual a
60 será aprovado, o que obtiver pontuação maior ou
igual 40 e menor que 60 entrará para prova final e, o
que obtiver pontuação menor que 40, será reprovado. 	
		
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Reprovação
O aluno reprovado por três vezes em uma mesma disciplina será jubilado (excluído da UEMG).
O aluno que for reprovado em todas as disciplinas que cursou em um semestre será jubilado (excluído da UEMG).
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Listas de exercícios
Serão sugeridas listas de exercícios para cada tópico do conteúdo.
A resolução das listas não é obrigatória.
As dúvidas encontradas serão sanadas em sala de aula e/ou através de entrevistas com o professor em horários marcados com antecedência.
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Horários 
Os horários que comumente estarei a disposição de alunos serão nas terças feiras no período vespertino (14:00 – 16:00) e nas quartas feiras no período noturno (20:00 – 22:00).
Local: Sala de professores do CIRE. 
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CONTEÚDO PROGRAMÁTICO
1 - PRINCÍPIOS BÁSICOS
Força
Momento de uma força
Tipos de carregamentos atuantes nas estruturas
Corpo rígido
Equilíbrio dos corpos rígidos
Relações trigonométricas nos triângulos retângulos
Decomposição de uma força
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2 - GEOMETRIA DAS MASSAS
Introdução
Centro de gravidade
Centro de gravidade das linhas
Centro de gravidade das superfícies planas
Momentos de inércia
Raios de giração
Momento polar de inércia
Momentos principais de inércia
Elipse central de inércia
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3 - ESTRUTURAS ISOSTÁTICAS 
Introdução
 Estruturas corrente
Equilíbrio das peças prismáticas
Diagrama de corpo livre
Vinculação
Reações de apoio das vigas e pórticos simples
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BIBLIOGRAFIA
BÁSICA 
HIBBELER, R. C. Estática: mecânica para engenharia. 12. ed. São Paulo: Pearson, 2011.
MARTHA, Luiz Fernando. Análise de estruturas: conceitos e métodos básicos. Rio de Janeiro: Elsevier, 2010.
MERIAM, J. L.; KRAIGE, L. G. Mecânica para engenharia: estática. 6. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2009 v. 1. 
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BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR
BEER, Ferdinand P.; JOHNSTON, E. Russell. Resistência dos materiais. 3. ed. São Paulo: Pearson, 2012.
FURLAN JÚNIOR, Sydney. Introdução à mecânica aplicada à engenharia e a mecânica dos sólidos. São Carlos, SP: Ed. UdUfscar, 2011.
KRIPKA, Moacir. Análise estrutural para engenharia civil e arquitetura: estruturas isostáticas. 2. ed. São Paulo: Pini, 2012.
SHAMES, Irving H. Estática: mecânica para engenharia. São Paulo: Pearson, 2002.
SUSSEKIND, José Carlos. Curso de análise estrutural: estruturas isostáticas. 6. ed. Porto Alegre: Globo, 1983. v. 1.
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O que já foi visto em outras disciplinas:
Notação científica
Arredondamento numérico
Sistema de unidades
Vetores
	Versor
Adição de vetores – gráfica e 	analiticamente
Decomposição cartesiana
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Capítulo 1
Princípios gerais
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Objetivos do capítulo
Fornecer uma introdução às quantidades básicas e idealizações da mecânica.
Apresentar o enunciado das leis de Newton do movimento e da gravitação.
Revisar os princípios para a aplicação do Sistema Internacional de Unidades (SI).
Examinar os procedimentos padrão de execução dos cálculos numéricos.
Apresentar uma orientação geral para a resolução de problemas.
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Mecânica
A mecânica é um ramo das ciências físicas que trata do estado de repouso ou movimento de corpos sujeitos à ação das forças. Em geral, esse assunto é subdividido em três áreas:
Mecânica dos corpos rígidos.
Mecânica dos corpos deformáveis.
Mecânica dos fluidos.
 Estática.
 Dinâmica.
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A estática tem por finalidade o estudo do�equilíbrio de um corpo em repouso ou em� movimento com velocidade constante.
A dinâmica, por sua vez, pode ser caracterizada como a parte da mecânica dos corpos rígidos dedicada ao estudo do�movimento de corpos sob a ação de forças, ou seja, movimentos acelerados dos corpos.
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Desenvolvimento histórico
Os princípios da estática podiam ser formulados simplesmente a partir das medições da geometria e da força.
Arquimedes (287-212 a.C.) − princípio da alavanca.
Os princípios da dinâmica dependem de uma medição precisa do tempo. 
Isaac Newton (1642-1727) − formulação das três leis fundamentais do movimento e a lei universal da atração gravitacional.
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Conceitos fundamentais
Quantidades básicas
As quatro quantidades usadas em toda a mecânica são:
Comprimento
Tempo
Massa
Força
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Grandezas Físicas Presentes na Mecânica
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Modelos
Os modelos ou idealizações são usados na mecânica para simplificar a aplicação da teoria. São eles:
Partícula
Corpo rígido
Força concentrada
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As três leis do movimento de Newton
Primeira lei
 
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As três leis do movimento de Newton
Segunda lei
F = ma
 
 
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As três leis do movimento de Newton
Terceira lei
 
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Lei de Newton da atração gravitacional
 
 
 
F = força da gravidade entre duas partículas
G = constante universal da gravitação
 De acordo com evidência experimental,
 G = 66,73 (10–12) m3 / (kg.s2)
m1, m2 = massa de cada uma das duas partículas
r = distância entre as duas partículas
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Peso
Expressão aproximada para encontrar o peso W de uma partícula com uma massa m1 = m.
Se considerarmos a Terra uma esfera sem rotação de densidade constante e tendo uma massa m2 = Me, e se r é a distância entre o centro da Terra e a partícula, temos:
Adotando g = GMe/r2, resulta:
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Unidades de medida
As quatro quantidades básicas são:
Comprimento
Tempo
Massa
Força
A igualdade F = ma é mantida apenas se três das quatro unidades, chamadas unidades básicas, estiverem definidas e a quarta unidade for, então, derivada da equação.
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Sistema Internacional de Unidades
A 11ª CGPM (Conférence Générale de Pois et Mesures), em 1960, através de sua Resolução n°12, adotou finalmente o nome SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES, com abreviação internacional SI para o sistema prático de unidades, e instituiu regras para os prefixos, para as unidades derivadas e as unidades suplementares.
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Unidades de Base do SI
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Definição das Unidades de Base
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Unidades Suplementares do SI
São apenas duas as unidades suplementares: o radiano, unidade de ângulo plano e o esteradiano, unidade de ângulo sólido.
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Unidades Derivadas do SI
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Múltiplos e Submúltiplos
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Escrita de Unidades
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Unidades SI
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Sistema internacional de unidades
Prefixos 
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Regras para uso
 Quantidades definidas por diversas unidades que são múltiplas umas das outras são separadas por um ponto para evitar confusão com a notação do prefixo.
 A potência exponencial de uma unidade tendo um prefixo se refere a ambos: a unidade e seu prefixo.
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Regras para uso
 Com a exceção da unidade básica quilograma, em geral, evite o uso de prefixo no denominador das unidades compostas.
 
 Ao realizar cálculos, represente os números em termos de suas unidades básicas ou derivadas convertendo todos os prefixos para potências de 10. O resultado final deve então ser expresso usando-se um prefixo simples.
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Cálculos numéricos
Homogeneidade dimensional 
Algaritmos significativos
Arredondamento de números
Cálculos
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Procedimentos gerais para análise
 Leia o problema e tente correlacionar a situação física real com a teoria estudada.
 Tabule os dados do problema e desenhe os diagramas necessários.
 Aplique os princípios relevantes. 
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Procedimentos gerais para análise
 Resolva as equações necessárias e expresse a resposta com até três algarismos significativos.
 Estude a resposta com julgamento técnico e bom senso para determinar se ela parece ou não razoável.
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Pontos importantes
Estática é o estudo dos corpos que estão em repouso ou se movendo com velocidade constante.
Uma partícula possui massa, mas dimensão que pode ser desprezada.
Um corpo rígido não se deforma sob a ação de uma carga.
Forças concentradas são aquelas que atuam em um único ponto sobre um corpo.
As três leis de movimento de Newton devem ser memorizadas.
Massa é a medida de uma quantidade de matéria que não muda de um local para outro.
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Pontos importantes
Peso refere-se à atração da gravidade da Terra sobre um corpo ou quantidade de massa. Sua intensidade depende da elevação em que a massa está localizada.
No SI, a unidade de força, o newton, é uma unidade derivada. O metro, o segundo e o quilograma são unidades básicas.
Os prefixos G, M, k, m, μ e n são usados para representar quantidades numéricas grandes e pequenas. A expressão exponencial deve ser conhecida, bem como as regras para usar unidades do SI.
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Pontos importantes
Realize cálculos numéricos com vários algarismos significativos e, depois, expresse a resposta com três algarismos significativos.
Manipulações algébricas de uma equação podem ser verificadas em parte conferindo se a equação permanece dimensionalmente homogênea.
Conheça as regras de arredondamento de números.
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