AULA 0 - APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINA

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FÍSICA TEÓRICA EXPERIMENTAL - FLX0011
APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINA
Docente: Pedro Andrade
PERFIL DOCENTE
PEDRO ANDRADE
Engenheiro Civil 
Tecnólogo Construção Civil
Esp. Instalações Prediais
Engenheiro na empresa STUDIO 4 ENGENHARIA
Docente Faculdade Estácio
Docente SENAI
Instrutor CIEM CURSOS
Atuação no gerenciamento de obras envolvendo compatibilização de projetos, coordenação de mão-de-obra, fiscalização, controle de qualidade. 
Elaboração de dimensionamento e Projetos de Engenharia Civil. 
 @pedronfandrade
 @studios4eng
EMENTA
Ao final da disciplina, o aluno estará apto a aplicar os aspectos conceituais, formais e técnicos do cálculo diferencial e integral e da álgebra vetorial, utilizando os princípios físicos da Mecânica Newtoniana, para solucionar fenômenos cinemáticos e dinâmicos teóricos e experimentais em uma, duas e três dimensões; utilizar os domínios da observação, experimentação, abstração, indução, leis e teorias físicas, domínios de validade, escalas, unidades métricas e teoria experimental, com base no conhecimento da cinemática vetorial, das Leis de Newton, da conservação da energia mecânica e do momentum linear, para produzir soluções teóricas e experimentais da Mecânica Newtoniana; 
EMENTA
analisar problemas práticos, por meio do envolvimento e participação em equipes de projetos de laboratório, para desenvolver soluções práticas com produção de protótipos ou soluções práticas de engenharia; investigar situações-problema teóricos, por meio do envolvimento e participação em times de desafios teóricos, para criar ideias de soluções inovadoras em engenharia.
OBJETIVOS
APLICAR os aspectos conceituais, formais e técnicos do cálculo diferencial e integral e da álgebra vetorial, utilizando os princípios físicos da Mecânica Newtoniana, para solucionar fenômenos cinemáticos e dinâmicos teóricos e experimentais em uma, duas e três dimensões;
UTILIZAR os domínios da observação, experimentação, abstração, indução, leis e teorias físicas, domínios de validade, escalas, unidades métricas e teoria experimental, com base no conhecimento da cinemática vetorial, das Leis de Newton, da conservação da energia mecânica e do momentum linear, para produzir soluções teóricas e experimentais da Mecânica Newtoniana;
OBJETIVOS
ANALISAR problemas práticos, por meio do envolvimento e participação em equipes de projetos de laboratório, para desenvolver soluções práticas com produção de protótipos ou soluções práticas de engenharia;
INVESTIGAR situações-problema teóricos, por meio do envolvimento e participação em times de desafios teóricos, para criar ideias de soluções inovadoras em engenharia.
CONTEÚDO PROGRAMÁTICO
1 . CINEMÁTICA VETORIAL
 1 .1 SISTEMAS DE COORDENADAS, VETORES POSIÇÃO E DESLOCAMENTO, VELOCIDADE E ACELERAÇÃO 
1 .2 MOVIMENTOS RETILÍNEOS (M.R.U. E M.U.V.) 
1 .3 CINEMÁTICA VETORIAL EM DUAS E TRÊS DIMENSÕES 1 .4 MOVIMENTO VETORIAL: QUEDA LIVRE, LANÇAMENTO OBLÍQUO E MOVIMENTO CIRCULAR 
CONTEÚDO PROGRAMÁTICO
2 . LEIS DE NEWTON 
2 .1 CONCEITOS DE MASSA E FORÇA E A PRIMEIRA LEI (PRINCÍPIO DA INÉRCIA) 
2 .2 SEGUNDA LEI (PRINCÍPIO FUNDAMENTAL DA FORÇA)
 2 .3 TERCEIRA LEI (PRINCÍPIO DA AÇÃO E DA REAÇÃO) 
2 .4 PROPRIEDADES DAS FORÇAS, EQUILÍBRIO E DINÂMICA NEWTONIANA
CONTEÚDO PROGRAMÁTICO
3 . CONSERVAÇÃO DA ENERGIA MECÂNICA E IMPULSO 
3 .1 DEFINIÇÃO DE ENERGIA, ENERGIA POTENCIAL, ENERGIA CINÉTICA E ENERGIA MECÂNICA 
3 .2 PRINCÍPIOS DA CONSERVAÇÃO DE ENERGIA 
3 .3 EXEMPLIFICAÇÕES DE APLICAÇÕES PRÁTICAS DO TEOREMA TRABALHO ENERGIA
CONTEÚDO PROGRAMÁTICO
4 . CONSERVAÇÃO DO MOMENTUM LINEAR E COLISÕES 
4 .1 CENTRO DE MASSA DE UM SISTEMA DE PARTÍCULAS, IMPULSO E MOMENTUM LINEAR 
4 .2 TEOREMA DA CONSERVAÇÃO DO MOMENTUM LINEAR, COLISÕES ELÁSTICAS E INELÁSTICAS 
4 .3 COLISÕES EM UMA E DUAS DIMENSÕES
AVALIAÇÕES
O processo de avaliação será composto de três etapas, Avaliação 1 (AV1), Avaliação 2* (AV2) e Avaliação 3 (AV3). 
As avaliações poderão ser realizadas através de provas teóricas, provas práticas, e realização de projetos e/ou outros trabalhos, representando atividades acadêmicas de ensino, de acordo com as especificidades da disciplina. 
A soma de todas as atividades que possam vir a compor o grau final de cada avaliação não poderá ultrapassar o grau máximo de 10, sendo permitido atribuir valor decimal às avaliações.
AVALIAÇÕES
	1º AVALIAÇÃO	2º AVALIAÇÃO	3º AVALIAÇÃO
	80% prova	100% prova 	100% prova
	20% Atividades		
	06/10/2020	24/11/2020	08/12/2020
BIBLIOGRAFIA
BARROS, Luciane e BELISIO, Adriano Silva. FÍSICA TEÓRICA EXPERIMENTAL
I. 1ª. Rio de Janeiro: SESES, 2015. 1.
Disponível em:
http://repositorio.novatech.net.br/site/index.html#/objeto/detalhes/BB017302-3BAA468D-8FDA-8A53A5479853
BAUER, W., WESTFALL, G. D. FÍSICA PARA UNIVERSITÁRIOS: MECÂNICA.
1ª. Porto Alegre: Mc Graw Hill - Bookman, 2012. 1.
Disponível em:
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788580551266/pageid/3
HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. FUNDAMENTOS DE
FÍSICA: MECÂNICA. 10ª edição. Rio de Janeiro: LTC, 2018. 1.
Disponível em:
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788521632054/epubcfi/6/2[;vnd.vst.id
ref=cover]!/4/2/2@0:0
TIPLER, Paul A. FÍSICA PARA CIENTISTAS E ENGENHEIROS. 6ª. Rio de
Janeiro: LTC, 2011. 1.
INTRODUÇÃO
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Conceitos Fundamentais
Unidades Básicas de Medida
Sistema Internacional de Unidades (SI)
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Física: é a ciência que estuda o universo, desde suas escalas mais ínfimas até as maiores, seus constituintes, interações etc.
Todas as ciências usam conceitos e leis da Física!
Mecânica: é a parte da física que estuda o equilíbrio e o movimento dos corpos, suas interações, causas, efeitos e evolução.
Termodinâmica: é a parte da Física que estuda as mudanças na temperatura, volume e pressão dos corpos e sistemas em função da sua interação com os sistemas à sua volta.
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Partícula: corpo com dimensões desprezíveis comparadas ao tamanho do movimento. 
	Ex.: carro numa estrada; bola de futebol numa partida; Terra em torno do Sol etc.
Corpo extenso: corpo cujas dimensões são comparáveis ao tamanho do movimento.
Ex.: carro sendo estacionado; Terra girando em torno de si mesma etc.
Corpo rígido: é todo corpo que mantém sua forma e dimensões durante o movimento, ou seja, a distância entre cada uma de suas parte permanece a mesma.
O que é distância? O que é comprimento?
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Há algumas quantidades mensuráveis muito importantes ao estudarmos a mecânica.
Comprimento: é a distância entre dois pontos quaisquer no espaço. 
Tempo: é o intervalo entre uma sucessão de eventos. 
Massa: é a quantidade de matéria presente em um corpo.
Estas três grandezas devem ser medidas. Mas em relação a que?
O que devemos usar como padrão de comprimento? De tempo? E de massa?
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O comprimento já foi medido em:
Passos (mas e as pessoas com pernas maiores? E menores?); palmos (idem); distância entre cidades; etc.
É necessário padronizar as medidas ou você iria comprar 500 palmos de cano para a obra e o vendedor chamaria o filho de 4 anos para medir!!!
Hoje em dia as principais unidades de medida estão padronizadas!
Ainda há várias padronizações oficiais para diferentes países.
A escala entre elas é fixa! 
Quais as unidades básicas de medidas da Física?
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Atualmente há unidades básicas ou padrões de medida.
As unidades de tempo e distância estão relacionadas e são medidas em padrões atômicos.
A unidade de fundamental de tempo é o segundo (s).
Tempo necessário para ocorrerem 9.192.631.770 oscilações de um átomo de césio.
Principais múltiplos mais utilizados:
Minuto (min) = 60 s
Hora (h) = 60 min = 3600 s
Dia = 24 h = 1440 min = 86400 s
Os submúltiplos do segundo são padronizadoscom submúltiplos de outras unidades. 
Falaremos deles um pouco mais à frente.
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Ex. 1: Um ano solar, o tempo que a Terra leva para completar uma volta em torno do Sol, tem 365 dias e 6 horas. Obtenha este valor, exato, em horas, minutos e segundos.
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Resolução do exemplo 1: 
1 ano = 		[(365 x 24) + 6 ] horas 	= 8766 h
1 ano = 		(8766 x 60) minutos 	= 525960 min
1 ano = 		(525960 x 60) segundos 	= 31557600 s 
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Ex. 2: Um motorista iniciou uma viagem entre Natal e Fortaleza à 7 horas e 35 minutos da noite de sexta-feira. Ele gastou 6 horas e 30 minutos para chegar a seu destino. Determine:
a que horas ele terminou a viagem; 
o tempo total da viagem em segundos.
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Resolução do exemplo 2: 
7 horas 35min da noite = 19h 35min do dia
		19h 35min
	+	 6h 30min
	=	26h 5min 		da sexta-feira, ou seja, 
 = 2h 5min 		do sábado
6h 30min = [(3600 x 6) + (30 x 60)] s = 23400 s
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A unidade de fundamental de distância é o metro (m).
É definida em termos do segundo e da velocidade da luz no vácuo (que é fixa).
A velocidade da luz no vácuo é exatamente 
		c = 299.792.458 m/s.
Então, o metro é definido como a distância percorrida pela luz no vácuo em 1/299.792.458 s.
Quando um valor é muito grande ou muito pequeno, podemos utilizar múltiplos e submúltiplos de 10 das unidades básicas para medi-lo.
Estes recebem nomes especiais e um prefixo para identificar a sua relação com a unidade fundamental.
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	Nome da unidade	Símbolo	Valor
	Micrômetro	m	1/1000000 m = 10-6 m
	Milímetro	mm 	1/1000 m = 10-3 m
	Centímetro	cm 	1/100 m = 10-2 m
	Decímetro 	dm 	1/10 m = 10-1 m
	 Metro	m	1 m
	Decâmetro	dam 	10 m
	Hectômetro	hm 	100 m = 102 m
	Quilômetro 	km 	1000 m = 103 m
	Megametro 	Mm	106 m
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Usa-se potências de 10 ou notação científica para representar números muito grandes ou muito pequenos.
Ex.: Números grandes:
1000 = 10 x 10 x 10 = 103
5000 = 5 x 10 x 10 x 10 = 5 x 103
72000 = 7,2 x 10 x 10 x 10 x 10 = 7,2 x 104
325000000 = 3,25 x 108
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Ex.: Números pequenos:
0,1 = 1/10 = 10-1
0,001 = 1 /1000 = 1/( 10 x 10 x 10) = 1 x 10-3
0,0000000036 = 3,6/109 = 3,6 x 10-9
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Importante: 
Notação científica: é sempre um número entre 1 e 10 seguido de uma potência de 10.
	Ex.: 	Para
			360000 = 3,6 x 105 (e não 36 x 104 ou 0,36 x 106)
Notação de engenharia: é um número entre 1 e 1000 e o expoente do 10 é sempre múltiplo de 3.
Ex.: 	Para
			360000 = 360 x 103
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	Nome da unidade	Símbolo	Valor
	Micrômetro	m	10-6 m
	Milímetro	mm 	10-3 m
	Centímetro	cm 	10-2 m
	Decímetro 	dm 	10-1 m
	 Metro	m	1 m
	Decâmetro	dam 	10 m
	Hectômetro	hm 	100 m = 102 m
	Quilômetro 	km 	1000 m = 103 m
	Megametro 	Mm	106 m
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	Loctometro	ym 	10-24 m
	Zeptometro	zm 	10-21 m
	Attometro 	am 	10-18 m
	Femtometro 	fm 	10-15 m
	Picometro	pm 	10-12 m
	Nanômetro	nm 	10-9 m
	Micrometro	m	10-6 m
	Milímetro	mm 	10-3 m
	Centímetro	cm 	10-2 m
	Decímetro 	dm 	10-1 m
	 Metro	m	1 m
	Decâmetro	dam 	10 m
	Hectômetro	hm 	100 m = 102 m
	Quilômetro 	km 	1000 m = 103 m
	Megametro 	Mm	106 m
	Gigametro	Gm	109 m
	Terametro	Tm	1012 m
	Petametro	Pm	1015 m
	Exametro	Em	1018 m
	Zetametro	Zm	1021 m
	Iotametro 	Ym	1024 m
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Estes prefixos podem ser usados para quaisquer unidades.
Para o segundo, por exemplo, submúltiplos usuais:
1 ds = 10-1 s (decissegundo ou décimo de segundo)
1 cs = 10-2 s (centissegundo ou centésimo de segundo)
1 ms = 10-3 s (milissegundo)
1 s = 10-6 s (microsegundo)
Há outras unidades comuns de comprimento, como as unidades do sistema inglês: 
	Polegada (in): 	1 in 	= 2,54 cm = 0,0254 m
	Pé (ft): 		1 ft 	= 12 in 	= 0,3048 m
	Milha (mi): 	1 mi 	= 5280 ft	= 1609 m
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Ex. 3: A distância entre Natal e João Pessoa é de 180 km. Determine este valor em:
Decâmetros;
Metros;
Polegadas.
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Resolução do exemplo 3: 
180 km = 180 x 10 dam = 1800 dam = 1,8 x 103 dam
180 km = 180 x 1000 m = 180000 m = 1,8 x 105 m
Usando regra de três: 
		1 ft 	= 0,3048 m
		X 	= 1,8 x 105 m
X ≈ 590000 ft
Obs.: Ainda nesta aula veremos 
Arredondamento de números
Algarismos significativos 
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Ex. 4: A professora Clara tem 160 cm de altura. Determine sua altura em:
Milímetros;
Metros;
Quilômetros.
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Resolução do exemplo 4: 
160 cm = 160 x 10 mm = 1600 mm = 1,6 x 103 mm
160 cm = 160 / 100 m = 1,6 m
160 cm = 160/ 100000 km = 0,0016 = 1,6 x 10-3 m
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A unidade de básica de massa é o quilograma (kg).
Não é definido em termos de um padrão atômico.
É a massa de um cilindro específico feito com uma liga de platina e irídio e guardado no Bureau Internacional de Pesos e Medidas em Paris.
O grama (g) também é uma unidade de massa, mas não é a unidade . Ele é um submúltiplo do quilograma.
Os múltiplos e submúltiplos do quilograma que são mais usados são:
Tonelada (ton): 	1 ton		= 103 kg
Grama (g): 		1 g 		= 10-3 kg
Miligrama (mg): 	1mg 		= 10-3 g = 10-6 kg
Micrograma (g): 1 g 		= 10-6 g = 10-9 kg
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Ex. 5: A massa da Terra é igual a 5.970.000.000.000.000.000.000 toneladas. Expresse esse número na unidade fundamental de massa.
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Resolução do exemplo 5: 
	5.970.000.000.000.000.000.000 ton 	= 5,97 x 1021 ton 
									= 5,97 x 1024 kg
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As unidades básicas de medida (m, kg, s) são as unidades fundamentais do Sistema Internacional de Unidades (SI).
A partir delas e das unidades de temperatura (K), corrente elétrica (A), quantidade de substância (mol) e intensidade luminosa (candela: cd), são definidas todas as outras unidades de medida da Física.
Estas outras unidades são as unidades derivadas.
Algumas delas são as medidas de:
Velocidade: metro/segundo (m/s)
Área: metro x metro (m2)
Volume: metro x metro x metro (m3)
Veremos outras no decorrer do curso. 
Algumas recebem nomes especiais. Ex.: newton (N)  kgm/s2
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Devemos seguir algumas regras para utilização apropriada dos símbolos do SI.
Um símbolo nunca é escrito no plural, para não confundi-lo com a unidade de tempo.
Ex.: O correto 200 kg; e não 200 kgs.
Símbolos que representam nomes de pessoas são escritos em maíusculas, mas o nome da unidade por extenso é grafado com minúsculas.
Ex.: 1 N = 1 newton. 
Os prefixos mega (M), giga (G), tera (T), peta (P), exa (E), zeta(Z) e iota (Y) são grafados em maiúsculas.
Ex.: 2 TN = 2 teranewton
Outros símbolos e prefixos são sempre minúsculos
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Quantidades definidas por várias unidades que estão multiplicadas são escritas separadas por um “ponto”, para evitar conflitos com a notação de prefixos.
Ex.: ms (metro segundo);
		kgm/s2 (quilograma metro por segundo ao quadrado).
O expoente representado em uma unidade com prefixo refere-se tanto à unidade quanto ao prefixo.
Ex.: m2 = mm
		mm3 = mmmmmm
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Obrigado!