Universidade Federal do Espírito Santo
Centro de Ciências Exatas
Departamento de Física
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CURSO: MATEMÁTICA
DISCIPLINA: FÍSICA GERAL I - CÓDIGO: FIS-01927
Carga Horária Semanal: 06 (Teoria 04; Exercício 02; Laboratório 0)
Carga Horária Semestral: 90 - Créditos: 05
EMENTA: Referenciais. Cinética do ponto. Mudança de referencial. Mecânica da partícula. Trabalho.
Energia. Lei de conservação. Sistema de partículas: centro de massa, momento angular, torque, colisões.
Movimento do corpo rígido. Introdução à Cinética de gases. Lei da termodinâmica. Noções de máquinas
térmicas.
PROGRAMA
1. CINEMÁTICA DA PARTÍCULA: 1.1. Vetores: Grandezas Escalares e Vetoriais. Representação de uma Grandeza
Vetorial. Método Geométrico para a Adição de Vetores. 1.2. Álgebra Vetorial: As Propriedades Comutativas e
Associativa na Adição Vetorial. Vetor Unitário de um Vetor e de um Eixo. Componentes Escalares de um Vetor.
Multiplicação de um Vetor por um Escalar. 1.3. Grandezas Cinemáticas I: Vetor Posição, Vetor Deslocamento e Vetor
Velocidade Média. Características do Vetor Velocidade Média. Vetor Velocidade Instantânea e Vetor Aceleração
Média. 1.4. Grandezas Cinemáticas II: Características do Vetor Aceleração Média. Aceleração Normal e Aceleração
Tangencial. Relações Cinemáticas para o Movimento de Translação. Velocidades Relativas.
2. LEIS DE NEWTON: As Três Leis de Newton: Leis de Newton - Referencial Inercial e não Inercial.
3. TRABALHO E ENERGIA: 3.1. Forças de Atrito: Força de Atrito Estático. Força de Atrito Cinético. Características das
Forças de Atrito Relativas ao Movimento de Superfície de Contato. 3.2. Trabalho: Trabalho Realizado por uma Força
Durante um Deslocamento de uma Partícula em uma Trajetória Retilínea. Generalização do Trabalho para uma
Situação na qual a Trajetória é Qualquer e a Força é Variável. Cálculo do Trabalho Realizado por uma Força Variável
no Caso Unidimensional. Relação Trabalho Energia Cinética. Conceito de Potência Média e Potência Instantânea.
3.3. Forças Conservativas: Conceito de Força Conservativa e Energia Potencial. Determinação da Função Energia
Potencial. A conservação da Energia Mecânica e as Forças C onservativas.
4. CONSERVAÇÃO DO MOMENTO LINEAR: 4.1. Centro de Massa: Conceito de Centro de Massa. Determinação do
Centro de Massa. O Centro de Massa e as Forças Externas Atuantes Sobre o Sistema. Momento Linear de um
Sistema de Partículas. Conservação do Momento Linear. 4.2. Colisões: Colisões, Relação entre Impulso e Momento
Linear. Conservação do Momento Linear. Colisões Elásticas e Inelásticas.
5. MOVIMENTO DO CORPO RÍGIDO: 5.1. Cinemática de Rotação: Movimento de Rotação de um Corpo Rígido em
Torno de um Eixo Fixo. Deslocamento Angular-Velocidade Angular Instantânea e Aceleração Angular Instantânea.
Representação Vetorial para os Deslocamentos Angulares Infinitesimais, Velocidades angulares Instantâneas e
Acelerações Angulares Instantâneas. Relações entre as Grandezas que descrevem a Cinemática Linear e a
Cinemática Angular de um Partícula em Movimento Circular.
6. MOMENTO ANGULAR: 6.1. Sistema de Partículas: Momento Angular de um Sistema de Partículas. Momento de
Inércia de um Corpo Rígido Relativo a um Eixo. Conservação da Energia Durante um Movimento Combinado de
Translação e Rotação de um Corpo Rígido. 6.2. Momento Angular e Torque e Conservação do Momento Angular:
Momento Angular de uma Partícula Relativa a um Ponto Relação entre a Derivada Temporal do Momento Angular de
uma Partícula Relativo a um Ponto e o Torque Relativo ao mesmo Ponto.
7. INTRODUÇÃO À CINÉTICA DOS GASES: 7.1. Temperatura: Conceito da Temperatura. A Lei Zero da
Termodinâmica. Medida de Temperatura. O Termômetro de Gás a Volume Constante. Escala Termométrica de um
Gás Ideal. 7.2. Quantidade de Calor: Capacidade Térmica. Calor Específico. Capacidade Térmica Molar. Calor e
Trabalho. A Primeira Lei da Termodinâmica. 7.3. Teoria Cinética dos Gases: Gás Ideal (Definição Macroscópica). Gás
Ideal (Definição Microscópica). Cálculo Cinético da Pressão Interpretação Cinética da Temperatura. Calor Específico
de um Gás Ideal. Equipartição da Energia.
8. LEIS DA TERMODINÂMICA, NOÇÕES DE MÁQUINAS TÉRMICAS: 8.1. Entropia e Segunda Lei da Termodinâmica:
Transformações Reversíveis e Irreversíveis. Ciclo de Carnot. A Segunda Lei da Termodinâmica. Rendimento das Máquinas. Escala
Termodinâmica de Temperatura. Entropia e Processos Reversíveis. Entropia e Processos Irreversíveis. Entropia e Segunda Lei da
Termodinâmica. Entropia e Desordem.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
•
Halliday, D. & Resnick, R. Fundamentos de Física. RJ: Livros Técnicos e Científicos, 1991. v. 1 e 2.
•
Sears, F.W., Zemansky, M.W., Young, H.D. Física. RJ: Livros Técnicos e Científicos, 1984. v. 1 e 2.
•
Eisberg, R. M. & Lerner, L. S. Física. São Paulo: McGraw-Hill, 1982. V. 1 e 2.