Programação
Geral
Estas são as listas que usamos em Fundamentos de Mecânica, de onde selecionamos diversos problemas para fazer uma revisão do conteúdo correspondente antes de entrar no conteúdo novo deste semestre.
Este documento apresenta a equipe, explica o critério de aprovação e relaciona os horários das atividades, as datas das provas e o livro adotado.
Aqui estão as discussões dos fóruns das experiências já encerradas.
Esse é um problema de conservação de quantidade de movimento em que um dos dados é conhecido apenas no sistema de referência em movimento. A solução depende de uma transformação de referencial. No video, apresento a solução passo a passo e o arquivo pdf contém as folhas com a solução.
1/8 - As leis de Newton
Os princípios de conservação da energia e das quantidades de movimento linear e angular valem sempre, por isso tem que valer também na Mecânica Clássica. As leis de Newton, portanto, têm que contê-los na sua formulação.
Nesta aula, revisaremos as leis de Newton, assim estaremos mais preparados para entender como elas garantem a validade dessas leis de conservação na mecânica clássica.
Este documento contém os números dos problemas das listas de Fundamentos de Mecânica para resolver como preparação do semestre. Por conveniência, todas essas listas estão em um diretório no quadro anterior.
Os exercícios da lista 15 formam uma parte importante do 1o questionário, que está proposto logo abaixo.
Este questionário abrange a leitura das seções 6.1 a 6.3 do livro do HRK e os problemas 6, 7, 10 e 11 da lista 15 de Fundamentos de Mecânica.
São 8 questões ao todo e você terá 30 minutos para responder, em até 3 tentativas - vale a nota mais alta. Tanto a leitura quanto a solução dos problemas tem que ser realizada antes do início do questionário, uma vez que é impossível resolver todos os exercícios no tempo disponível. Note que o horário do encerramento do questionário é 19 hs do dia 13, antes do início das aulas do período noturno.
A experiência consiste em observar o movimento de dois carrinhos sobre um trilho de ar a fim de analisar o seu comportamento antes e depois de uma colisão entre eles. O objetivo é verificar o que ocorre com a grandeza quantidade de movimento do sistema e como se comporta a quantidade de movimento de cada um no referencial de centro de massa.
O roteiro para o trabalho está abaixo, bem como a lista de distribuição dos conjuntos de imagens. Toda a descrição do experimento, com as imagens e dados necessários, estão na página http://www.fisfoto.if.usp.br/ , procure o menu Experimentos de Translação e selecione Colisões. O forum "Ajuda do Experimento de Colisões" traz dicas sobre como proceder e permite discussão entre a/os estudantes - subscreva-se e colabore!
A tarefa deve ser realizada em duplas. Caso as situações destinadas para as duas pessoas sejam diferentes, a dupla deverá optar por apenas uma das duas situações para analisar.
5 a 9/8 - Colisões, quantidade de movimento linear e impulso
Nesta semana, definiremos a grandeza física chamada "quantidade de movimento linear" de um corpo, muitas vezes referida como "momento" ou "momentum".
Leitura: HRK capítulo 6 seções 1 a 5.
Problemas em classe, todos da lista 2: 3; 4; 6; 7 e 11, se póssível.
Problemas para o Questionário 2, referentes a lista 2: 14 e 15.
12 a 16/8 - Colisão entre 2 corpos e sua classificação
Nesta semana, vamos examinar a colisão entre dois corpos no referencial do Centro de Massa deles. Veremos que as velocidades depois da colisão podem ter o mesmo módulo de antes da colisão (colisão elástica), mudar (inelástica ou explosiva, conforme sejam menores ou maiores que as iniciais) ou simplesmente anularem-se (totalmente inelásticas).
Problemas em aula: Lista 3, números 1, 4, 10, 11 e 9
Questionário: Lista 3, exercícios 6, 12 e 15.
19 a 23/8 - Movimento no referencial de centro de massa
No inicio da semana, concluímos os exercícios que lidam com a conservação da quantidade de movimento e resolvemos os exercícios 16, 18 e 19.
Nesta 5a-feira, vamos definir o referencial do centro de massa e lidar com o movimento de sistemas de duas partículas na ausência de força externa.
Leitura: HRK seções 7.1 a 7.5
Exercícios: Lista 4, execícios 1; 2; 5; 7; 9; 12 e 14. São muitos, assim você precisa tentar fazê-los antes da aula, para participar da discussão em sala.
26 a 30/8 Provinha + Centro de massa
No início da semana, teremos aula no Abraão de Moraes, onde também faremos a 1a provinha, cujo conteúdo está discriminado na tarefa logo abaixo. A metade inicial da aula será ocupada com demonstrações da conservação da quantidade de movimento.
Na 5a, continuaremos com o estudo do movimento do centro de massa na ausência de força externa, e faremos aos problemas 7, 9 e 12 da lista 4.
A experiência consiste em observar os movimentos de dois discos sobre uma mesa de ar a fim de analisar o seu comportamento antes e depois de uma colisão entre eles. O objetivo é verificar o que ocorre com a grandeza quantidade de movimento do sistema e como se movimenta o centro de massa.
O roteiro para o trabalho está abaixo, bem como a lista de distribuição dos conjuntos de imagens. Toda a descrição do experimento, com as imagens e dados necessários, estão na página http://www.fisfoto.if.usp.br/ , procure o menu Experimentos de Translação e selecione Colisões Bidimensionais; o roteiro que está nesse sitio é diferente do que está proposto aqui, que é mais curto - use o roteiro abaixo! O fórum "Ajuda do Experimento de Colisões Bidimensionais" traz dicas sobre como proceder e permite discussão entre a/os estudantes - subscreva-se e colabore!
A tarefa deve ser realizada em duplas, havendo um bônus de 1 ponto para quem efetivamente realizar a tarefa em dupla. Caso as situações destinadas para as duas pessoas sejam diferentes, a dupla deverá optar por apenas uma das duas situações para analisar.
Você precisa fazer upload no moodle de dois arquivos. Um contendo o relatorio, com o nomer:
R_nomeDoAutor1_nomeDoAutor2_ConjuntoDeDados.extensaoDoSeuEditor
e outro a planilha que você criou, com o nome
P_nomeDoAutor1_nomeDoAutor2_ConjuntoDeDados.extensaoDaSuaPlanilha
É muito importante seguir essa convenção, uma vez que precisamos reunir todos os relatorios do mesmo conjunto de dados para corrigir em sequencia, o que ajuda nesse trabalho.
9 a 13/9. Conservação da quantidade de movimento
Conclusão do estudo de movimentos em que há conservação da quantidade de movimento.
Exercícios da Lista 4: 14; 20; 15; 17; 19.
Teste sobre a leitura do capítulo 7 do HRK (seções 7.1 a 7.5) e a lista 4 (problemas 10, 11 e 13). São 6 questões e você tem 25 minutos para responder, de maneira que é necessário ter resolvido os problemas antes de tentar responder ao questionário. Você pode fazer duas tentativas, com intervalo minimo de 1 hora. Vale a maior nota das duas tentativas.
16 a 20/9. Rotação
Cinemática Rotacional. Variáveis rotacionais. Dinâmica Rotacional. Forma vetorial das grandezas cinemáticas.
Leitura do HRK: Seções 1 a 5 do capítulo 8.
Faremos em classe os problemas: 1, 2, 5, 6, 9, na primeira aula, e 13, 14, 15, 20 e 21 na 2a aula, todos da lista 5.
23 a 27/9. Dinâmica da rotação
Concluiremos esta introdução sumária às grandezas da dinâmica rotacional nesta semana.
Leitura: capítulo 9 do HRK seções 9.1 a 9.4 e capítulo 10 seções 10.1 a 10.4
Na aula do início da semana, faremos os exercícios 24 e 32 da lista 5.
Na aula da 5a-feira, faremos os exercícios 15 e 26 da lista 5.
Abriremos um teste online sobre o texto do capitulo 8 mais os exercícios 8, 15, 24 e 27 da lista 4.
30/9 a 4/10 - Segunda prova. Quantidade de Movimento Angular
Segunda prova: Diurno 30/9, Noturno 1/10.
Na aula da 5a, encerraremos o assunto da Conservação do Momento Angular, discutindo o teorema dos eixos paralelos no cálculo do momento de inércia, fazendo alguns cálculos de momento de inércia de corpos simétricos e apresentando o conceito de eixo instantâneo de rotação, quando faremos os exercícios 20 e 7 da lista 5. Tentaremos relacionar todos esses assuntos com as demonstrações vistas na semana anterior.
Dia 30/9 (Diurno) e 1/10 (Noturno), no Auditório Abraão de Moraes
Conteúdo: Listas 1 a 4, mais problemas de 1 a 23 da lista 5.
HRK: Seções 6.1 a 6.5, 7.1 a 7.5 e 8.1 a 8.5, tanto o texto como os exemplos.
Aqui os estudantes podem mandar suas dúvidas.
Questões de leitura do capítulo 8 do HRK e problemas 7, 16, 22, 29 e 30 da 5a lista de exercícios. Você tem 25 minutos para resolver os testes, de modo que precisa ter lido o texto e resolvido os exercícios previamente, não dá tempo para resolver tudo nesses 25 minutos. Você tem 3 tentativas, vale a nota mais alta, mas o intervalo de tempo entre tentativas consecutivas é de 1 ou 2 horas.
7 a 10/10. Trabalho, energia, potência
Definição de trabalho e o conceito de energia. Energia cinética, a energia do movimento. O teorema Trabalho – Energia. Potência.
Leitura: HRK capítulo 11 seções 1 a 6.
Exercícios: 1a aula, 1; 2; 4; 6. 2a aula, 7, 8, 10, 13 e 16.
Um carrinho, preso por molas, oscila sobre um trilho de ar; a massa do carrinho e as constantes de força das molas são conhecidas de outros experimentos. A proposta é medir as energias cinética, potencial e total do sistema carrinho + mola em função do tempo e interpretar os dados obtidos. O objetivo é verificar o que ocorre com a grandeza energia mecânica do sistema.
O roteiro para o trabalho está abaixo, bem como a lista de distribuição dos conjuntos de imagens. Toda a descrição do experimento, com as imagens e dados necessários, estão na página http://www.fisfoto.if.usp.br/ , procure o menu Experimentos de Translação e selecione Energia; o roteiro que está nesse sitio é diferente do que está proposto aqui, que é mais curto - use o roteiro abaixo!
A tarefa deve ser realizada em duplas, havendo um bônus de 1 ponto para quem efetivamente realizar a tarefa em dupla e uma penalidade de 3 pontos para equipes com mais de duas pessoas. Caso as situações destinadas para as duas pessoas sejam diferentes, a dupla deverá optar por apenas uma das duas situações para analisar.
Você precisa fazer upload no moodle de um arquivo contendo o relatorio, com o nome:
numeroDoConjuntoAnalisado_nomeDoAutor1_nomeDoAutor2.extensaoDoSeuEditor
É muito importante seguir essa convenção, uma vez que precisamos reunir todos os relatorios do mesmo conjunto de dados para corrigir em sequencia, o que ajuda nesse trabalho.
14 a 18/10 - Semana da Licenciatura
Não teremos aulas regulares nesta semana, para que possa participar da Semana da Licenciatura.
21 a 24/10. p3 (5a) + Energia nas colisões (2a/3a)
2a/3a-feira: Primeiro, concluiremos o estudo do Teorema Trabalho-Energia. Faremos uma boa parte dos seguintes problemas da Lista 6: 18; 19; 16; 22 e 20. Ai começaremos o estudo da Energia cinética nas colisões, quando faremos alguns dos seguintes problemas da lista 6: 34, 33, 25, 26 e 27
Leitura: HRK capítulo 11 seções 7 e 8 e capítulo 12 seções 1 a 4.
5a-feira, 24/10: terceira provinha. Neste dia, teremos aula no Auditório Abraão de Moraes. Veja o conteúdo na descrição da prova, abaixo.
Dia 24/10, no Auditório Abraão de Moraes, 3a provinha.
Conteúdo:
- Leitura: capítulo 9 do HRK seções 9.1 a 9.4; capítulo 10 seções 10.1 a 10.4 e Capítulo 11 seções 1 a 6.
- Exercícios: Lista 5, especialmente a partir do problema 19; Lista 6, do problema 1 ao 23.
28 a 31/10. Energia cinética nas colisões
Concluiremos o estudo do teorema trabalho-energia, aplicando-o a situações de colisão entre corpos.
Leitura do HRK: seção 5 do capítulo 12.
Uma moeda é lançada sobre um plano inclinado e, assim como uma bola que é chutada para o ar, tem uma trajetória algo inesperada. A proposta da análise é medir as energias cinética, potencial e total do sistema carrinho + mola em função do tempo e interpretar os dados obtidos. O objetivo é verificar o que ocorre com a grandeza energia mecânica do sistema.
O roteiro para o trabalho está abaixo, bem como a lista de distribuição dos conjuntos de imagens. Toda a descrição do experimento, com as imagens e dados necessários, estão na página http://www.fisfoto.if.usp.br/ , procure o menu Experimentos de Translação e selecione Atrito Variável; o roteiro que está nesse sitio é diferente do que está proposto aqui - use o roteiro abaixo!
A tarefa deve ser realizada em duplas, havendo um bônus de 1 ponto para quem efetivamente realizar a tarefa em dupla e uma penalidade de 3 pontos para equipes com mais de duas pessoas. Caso as situações destinadas para as duas pessoas sejam diferentes, a dupla deverá optar por apenas uma das duas situações para analisar; se a situação analisada não foi a distribuída para nenhum dos membros da equipe, também haverá uma penalidade de 3 pontos.
Você precisa fazer upload no moodle de um arquivo contendo o relatorio, com o nome:
numeroDoConjuntoAnalisado_nomeDoAutor1_nomeDoAutor2.extensaoDoSeuEditor
É muito importante seguir essa convenção, uma vez que precisamos reunir todos os relatórios do mesmo conjunto de dados para corrigir em sequencia, o que ajuda nesse trabalho.
4 a 7/11. Energia Potencial. Visita ao Laboratório de Demonstrações Ernst W. Hamburger
No início da semana, começaremos o estudo dos sistemas conservativos, definindo energia potencial e aplicando a problemas específicos. Exercícios em classe da lista 7: do 2 ao 10 mais o 12
Leitura do HRK: seções 1 a 5 do capítulo 13.
Na 5a-feira, vamos ao laboratório de demonstrações, na sala de exposição agendada. Nessa visita, cada equipe de dois estudantes deve escolher um par de demonstrações e descrevê-las em um relatório, conforme orientação que será detalhada em classe e na tarefa abaixo.
Você deve formar uma equipe com duas pessoas e selecionar, na aula do dia 7/11, uma demonstração para descrever de maneira qualitativa e outra, para descrever de maneira semiquantitativa.
O relatório deve ter no mínimo duas páginas e no máximo 4, datilografado em fonte 12 e espaço duplo, no papel A4. Você deve fazer o upload de um arquivo com o nome
n_autor1_autor2.extensaoDoEditor
em que n é o numero do grupo de trabalho, autor1 e autor2 são os nomes dos membros da equipe e extensaoDoEditor identifica o editor (doc, docx, pdf, etc).
O roteiro detalhado está abaixo.
A aula será na sala 1040A, onde ocorrem as exposições agendadas do Laboratório de Demonstrações.
11 a 14/11 Aplicação do conceito de energia e sua conservação
Aplicação do conceito de energia potencial a casos específicos, correspondentes aos exercícios da lista 7, números 16, 20, 23, 25, 27, 30, 31 e 32.
Na 5a-feira, iremos à sala de micros para fazer presencialmente a parte 2 da análise do experimento de dissipação de energia.
Na aula do dia 14/11, iremos para a sala de micros a fim de completar a análise do experimento de dissipação de energia. No relatório 4, você registrou os dados e descreveu as grandezas de interesse. Aqui, cada equipe vai retomar seus dados, levar em conta as correções apontadas pela monitora e concluir a análise, conforme roteiro apresentado abaixo.
Você vai precisar da sua planilha de dados do relatóro 4, seja na nuvem, seja em um pen-drive, a fim de analisar os seus dados durante a aula. Não deixe de incluir as correções feitas pela monitora!
Você precisará fazer upload no moodle de um arquivo contendo o relatorio, com o nome:
R5_numeroDoConjuntoAnalisado_nomeDoAutor1_nomeDoAutor2.extensaoDoSeuEditor
É muito importante seguir essa convenção, uma vez que precisamos reunir todos os relatórios do mesmo conjunto de dados para corrigir em sequencia, o que ajuda nesse trabalho.
Esse questionário é formado por 7 testes sobre as questões 4 a 11 do texto de Vetores em 2 e 3 dimensões, que se encontra abaixo.
Você tem 25 minutos para resolver o teste e fazer até 3 tentativas, cada vez mais espaçadas no tempo. É bastante difícil acertar as questões nesse tempo sem ter resolvido antes as questões 4 a 11.
As propriedades fundamentais dos vetores são detalhadas no texto, depois do estudo das colisões elásticas de duas partículas em duas dimensões, com aplicações à Física Atômica.
18 a 21/11. Trabalho do atrito
Completaremos a elaboração do conceito de energia mecânica lidando com as siutações em que há dissipaçaõ dessa energia por forças de atrito. Aplicaremos a casos específicos, correspondentes aos problemas da lista 8 de números 1,3,5,10,13,17 e depois 2, 12, 7 e 9.
São 8 testes de trigonometria para resolver em 30 minutos, correspondentes às questões do texto de trigonometria dos Complementos de Matemática Básica, em anexo logo abaixo. Você pode fazer até 3 tentativas, separadas por intervalos de tempo crescentes. Vale a nota mais alta. Tem que saber muito bem trigonometria para dar tempo de fazer todos os testes no tempo disponível sem resolver as questões do texto antes!
25 e 26/11 - P4, quarta provona
Diurno dia 25/11 e noturno dia 26/11, no Auditório Abrahão de Moraes.
Dia 25/11 (Diurno) e 26/11 (Noturno), no Auditório Abraão de Moraes, 4a provona
Conteúdo:
- Leitura do HRK: capítulo 9, seções 9.1 a 9.3; capítulo 10 seções 10.1 a 10.4; Capítulo 11 seções 1 a 6 e 8; Capítulo 12 , seções 1 a 3 e 5; capítulo 13, seções 1 a 4
- Exercícios: Listas 6, 7 e problemas 1 a 11 da Lista 8
2 e 3/12 - Prova Substitutiva
Diurno dia 2/12 às 10 horas e noturno dia 3/12 às 21 horas, no Auditório Abrahão de Moraes.
Conteúdo: a junção dos conteúdos das quatro provas, p1, P2, p3 e P4.
23/1/2020 - Prova de Recuperação
Dia 23 de janeiro de 2020, das 19:00 às 21:00 horas.
Local: sala 2024.
Conteúdo: o mesmo da prova substitutiva.