Departamento
Curso
Formação Básica
Disciplina
Matéria
Mecânica
Engenharia Civil
Código
Mecânica Geral
Docentes
Engles Anástacio Finotti (Prof. Responsável)
Carga Horária (horas-aula)
BG1
120
Qualificação
Mestre
Objetivos
Capacitar o aluno a utilizar os conceitos de Física , Cálculo, Álgebra Linear e Geometria Analítica
na resolução de problemas típicos de Engenharia, particularmente aqueles pertencentes ao ramo
de engenharia civil.
Ementa
Estática dos Pontos Materiais, Corpos Rígidos: Sistemas Equivalentes de Forças, Equilíbrio dos
Corpos Rígidos, Forças Distribuídas: Centróides e Baricentros, Análise de Estruturas, Forças em
Vigas e Cabos, Atrito, Forças Distribuídas: Momentos de Inércia. Dinâmica do Ponto Material:
Segunda lei de Newton, Dinâmica do Ponto Material: Métodos da Energia e da Quantidade de
Movimento, Sistemas de Pontos Materiais, Cinemática dos Corpos Rígidos, Movimento Plano de
Corpos Rígidos: Forças e Acelerações.
Conteúdo Programático
1. Corpos rígidos: sistemas equivalentes de forcas.
1.1. Introdução.
1.2. Forças Internas e Externas.
1.3. Princípio da transmissibilidade. Forças Equivalentes.
1.4. Produto Vetorial de Dois Vetores.
1.5. Produto Vetorial Expresso em Termos das Componentes Cartesianas.
1.6. Momento de uma Força em Relação a um Ponto.
1.7. Teorema de Varignon.
1.8. Componentes Cartesianas do Momento de uma Força.
1.9. Produto Escalar de Dois Vetores.
1.10.Produto Misto de Três Vetores.
1.11.Momento de uma Força em Relação a Um eixo Dado.
1.12.Momento de um Binário.
1.13.Binários Equivalentes.
1.14.Adição de Binários.
1.15.Os Binários Podem ser Representados por Vetores.
1.16.Decomposição de uma Força Dada em uma Força Aplicada em O e um Binário.
1.17.Redução de um Sistema de Forças a uma Forca e um Binário.
1.18.Sistemas Equivalentes de Forças.
1.19.Sistemas Equipolentes de Vetores.
1.20.Casos Particulares de Redução de um Sistema de Forças.
2. Equilíbrio dos corpos rígidos:
2.1. Introdução.
2.2. Diagrama de Corpo Livre.
EQUILÏBRIO EM DUAS DIMENSÕES.
2.3. Reações nos Vínculos de uma Estrutura Bidimensional.
2.4. Equilíbrio de um Corpo Rígido em Duas Dimensões.
2.5. Reações Estaticamente Indeterminadas. Vincularão Parcial.
2.6. Equilíbrio de uma Corpo Submetido a Duas Forças.
2.7. Equilíbrio de um Corpo Submetido a Três Forças.
EQUILÍBRIO EM TRÊS DIMENSÕES:
2.8. Reações nos Vínculos de uma Estrutura Tridimensional.
2.9. Equilíbrio de um corpo Rígido em Três Dimensões.
3. Forcas distribuídas: centróides e baricentros.
3.1. Introdução.
SUPERFÍCIES E CURVAS.
3.2. Centro de Gravidade de um Corpo Bidimensional.
3.3. Centróides de Superfícies e Curvas
3.4. Momentos de Primeira Ordem de Superfícies e Curvas.
3.5. Placas e Arames Compostos.
3.6. Determinação do Centróide por Integração.
3.7. Teoremas de Pappus-Guldin.
3.8. Cargas Distribuídas sobre Vigas.
3.9. Forças sobre Superfícies Submersas.
3.10. Baricentro de um Corpo Tridimensional. Centróide de um Sólido.
3.11. Corpos Compostos.
3.12. Determinação dos Centróides Sólidos por Integração.
4. Análise de estruturas.
4.1. Introdução.
TRELIÇAS
4.2. Definição de Treliça.
4.3. Treliças Simples.
4.4. Análise das Treliças pelo Método dos Nós.
4.5. Nós sob Condições Especiais de Carregamento.
4.6. Análise das Treliças pelo Método das Seções.
ESTRUTURAS E MÁQUINAS
4.7. Estruturas Contendo Elementos Submetidos a Várias Forças.
4.8. Análise de uma Estrutura.
4.9. Estruturas que Deixam de ser Rígidas Quando Separadas de seus Vínculos Externos.
4.10. Máquinas.
5. Forças em vigas e cabos.
5.1. Introdução.
5.2. Forças Internas nos Elementos.
VIGAS
5.3. Vários Tipos de Carregamentos e de Vínculos Externos.
5.4. Força Cortante e Momento Fletor em uma Viga.
CABOS
5.7. Cabos com Cargas Concentradas.
5.8. Cabos com Cargas Distribuídas
5.9. Cabo Parabólico.
5.10.Catenária.
6. Atrito
6.1. Introdução.
6.2. As Leis do Atrito Seco. Coeficiente de Atrito.
6.3. Ângulos de Atrito.
6.4. Problemas Envolvendo Atrito Seco.
6.7. Cunhas
6.8. Atrito em Correias.
7. Forcas distribuídas: momentos de inércia
7.1. Introdução.
MOMENTOS DE INÉRCIA DE SUPERFÍCIES
7.2. Momento de Segunda Ordem ou Momento de Inércia de uma Superfície.
7.3. Determinação do Momento de Inércia de uma Superfície por Integração.
7.4. Momento Polar de Inércia.
7.5. Raio de Giração de uma Superfície
7.6. Teorema dos Eixos Paralelos.
7.7. Momentos de Inércia de Superfícies Compostas.
8. Cinemática do ponto material.
MOVIMENTO CURVILÍNEO DE UM PONTO MATERIAL
8.1. Vetor de posição, Velocidade e Aceleração.
8.2. Derivadas de Funções Vetoriais.
8.3. Componentes Cartesianas de Velocidade e Aceleração.
8.4. Movimento Relativo a um Sistema de Referência em Translação.
8.5. Componentes Tangencial e Normal.
8.6. Componentes Radial e Transversal.
9. Dinâmica do ponto material:segunda lei de newton
9.1. Introdução
9.2. Segunda lei de Newton.
9.3. Quantidade de Movimento de um Ponto Material. Derivada da Qtdd de Movto.
9.4. Sistemas de Unidades
9.5. Equações do Movimento.
9.6. Equilíbrio Dinâmico.
9.7. Movimento Angular de um Ponto Material.Variacão do Momento Angular.
9.8. Equações do Movto Angular em Termos das Componentes Radial e Transversal.
9.10.Movimento sob Força Central . Conservação do Momento Angular.
9.11.Lei da Gravitação de Newton .
9.12.Trajetória de um Ponto Material Sob a Ação de uma Força Central.
9.13.Aplicação à Mecânica Espacial.
10. Dinâmica do ponto material: métodos da energia e quantidade de movimento.
10.1.Introdução.
10.2.Trabalho de uma Força.
10.3.Energia Cinética de um Ponto Material. Princípio do Trabalho e Energia.
10.4.Aplicações do Princípio do Trabalho e Energia.
10.5.Potência e Rendimento.
10.6.Energia Potencial.
10.7.Forças Conservativas.
10.8.Conservação da Energia.
10.9.Movimento Sob a Ação de uma Força Central Conservativa. Aplicações à Mecânica
Espacial.
10.10.Princípio do Impulso e da Quantidade de Movimento.
10.11.Movimento Impulsivo.
10.12.Choque.
10.13.Choque Central Direto.
10.14.Choque Central Oblíquo.
10.15.Problemas Envolvendo Energia e Quantidade de Movimento.
Metodologia de Ensino
O curso é ministrado em 4 horas aulas teóricas semanais. Em cada aula haverá uma exposição
teórica da matéria seguida de resolução de problemas exemplificativos e sugestão de
problemas para resolução em casa. Para a resolução desses problemas sugeridos o aluno
contará com o auxílio de monitores para auxiliá-lo nas dúvidas.
Atividades Discentes
Para cada aula é sugerida a leitura de exercícios resolvidos do tópico discutido naquela aula e
proposta uma lista de problemas a serem resolvidos sobre o mesmo tópico. Os alunos contam
com o serviço da monitoria para auxiliá-los na tarefa de resolução desses problemas.
Procedimentos de Avaliação
Provas Parciais A1 e A2.
Provas Semestrais S1 e S2.
Prova Substitutiva S3.
Critério de Aproveitamento
MF = (P1 x p1) + (P2 x p2) + (S1 + S2) x s ≥ 5,0
Categoria
1
Pesos
p1 = 0,18
p2 = 0,22
s = 0,30
Bibliografia Básica
Beer, Ferdinand P. Eisenberg, Elliot R. Johnston, E. Russell
Mecânica Vetorial para Engenheiros – Estática; 7ª Ed. 2006; Mcgraw-hill Interamericana;
Beer, Ferdinand P. Eisenberg, Elliot R. Johnston, E. Russell
Mecânica Vetorial para Engenheiros – Dinâmica; 7ª Ed. 2006; vol. 2;Mcgraw-hill Interamericana;
HIBBELER, R.C. Mecânica Estática – 10ª ed. LTC, 2005.
HIBBELER, R.C Mecânica Dinâmica. 10ª ed. LTC, 2005.
Irving H. Shames/ Mecânica para Engenharia - Estática -; - 4ª Ed. Vol. 1; Pearson Education.
Irving H. Shames/ Mecânica para Engenharia - Dinâmica -; - 4ª Ed. Vol. 1; Pearson Education
Bibliografia Complementar
J L. MERIAN Mecânica para Engenharia - Estática
J L. MERIAN / Mecânica para Engenharia - Dinâmica
Richardt J schmidt . DINÂMICA – Pioneira Thomson.
Richardt J schmidt . ESTÁTICA – Pioneira Thomson.