1ª Aula
Estrutura das disciplinas de Física. O Universo à nossa volta, em
potências de 10. Os sistemas de medidas. Análise dimensional.
Erros numa medida.
2ª Aula
Medir: distâncias e intervalos de tempo.
Introdução à Mecânica Clássica. Representação dos objectos
em movimento e cinemática do ponto material.
3ª Aula
As Leis de Newton.
Aplicação à interacção gravitacional. Aceleração da gravidade e
altitude. O movimento de satélites.
4ª Aula
Forças centrais e Leis de Kepler. O movimento planetário.
5ª Aula
A Energia Mecânica. Forças e Campos. Energia Potencial e Potencial.
Trabalho. Forças conservativas. Conservação da Energia Mecânica
em sistemas isolados. Variação da energia em sistemas sujeitos a forças
exteriores. Exemplos. Trabalho da força de atrito.
6ª Aula
O momento linear. Conservação do momento linear na ausência
de forças exteriores. O referencial do centro de massa. Colisões
elásticas e inelásticas.
7ª Aula
O momento angular. Conservação do momento angular na ausência
de forças exteriores.
8ª Aula
O corpo rígido: rotações e momentos de inércia,
eixos principais de inércia. Teorema dos eixos paralelos para os momentos
de inércia. Energia cinética de rotação.
9ª Aula
Princípio de Hamilton e Equações de Lagrange. Graus de liberdade e
coordenadas generalizadas. Exemplos de aplicação a casos simples e casos de
sistemas com ligações.
10ª Aula
Introdução das forças não conservativas nas equações de Lagrange.
Invariância nas equações de Lagrange
e conservação da Energia, momento linear e momento angular. Aplicação das
equações de Lagrange a sistemas acoplados.
11ª Aula
Oscilações. Importância do sistema oscilador linear harmónico
na Natureza. Estabilidade de sistemas. Energia potencial elástica.
Molas e pêndulos. Oscilações de uma barra com a extremidade fixa.
12ª Aula
O oscilador amortecido e o oscilador forçado. O fenómeno da
Ressonância.
13ª Aula
Descrição macroscópica do comportamento molecular.
Variáveis termodinâmicas V,T, P,U,... e equações de estado.
Temperatura. Lei zero da Termodinâmica.
14ª Aula
Expansão das substâncias. Termómetros.
Coeficientes de dilatação. Termómetro de gás a volume constante.
Escala Celsius e Escala Kelvin. Os estados da matéria.
15ª Aula
Gás perfeito. Leis de Boyle Maryotte, Gay-Lussac.
Equação de estado do gás perfeito. Modelo molecular do gás
perfeito: Interpretação microscópica da pressão.
16ª Aula
Relação entre Temperatura e energia cinética.
Energia Interna do gás perfeito e sua interpretação microscópica.
Teorema da equipartição.
17ª Aula
Capacidade calorífica e calor específico.
Previsão do calor específico dos gases perfeitos e
do calor específico dos sólidos (Lei de Dulong-Petit).
Calor latente. Calor e Trabalho: o equivalente
mecânico do calor e definição de caloria.
18ª Aula
1º princípio da Termodinâmica.
Exemplo: expansão livre.
Trabalho realizado na expansão de um gás.
Processos adiabáticos, isobáricos, isotérmicos e isocóricos, e sua
representação no plano (P,V).
19ª Aula
Conceito de Entropia.
2º princípio da Termodinâmica.
Processos reversíveis.
20ª Aula
Variação de entropia numa
expansão livre de
um gás perfeito, variação de entropia numa
transformação geral de um gás perfeito, variação de entropia numa
mistura, variação de entropia numa transformação de estado.
21ª Aula
Expansão adiabática reversível de um gás perfeito:
equação para uma transformação adiabática de um gás perfeito.
Aplicação : velocidade
das ondas de som num gás.
22ª Aula
Conversão de Calor em Trabalho: Máquinas Térmicas e Frigoríficas.
Ciclos de Carnot, Otto e Diesel.
Rendimento de uma Máquina Térmica e Eficiência de uma Máquina
Frigorífica.
Exemplos: funcionamento de motores de combustão, do frigorífico
e de bombas de calor (e aparelhos de ar condicionado).
23ª Aula
Introdução à Física Estatística: Estados Macroscópicos e
Microestados.
Noção de entropia,
equação de Boltzmann e Postulados
da Física Estatística.
24ª Aula
A distribuição de Boltzmann.
A distribuição de Maxwell-Boltzmann para as velocidades
das moléculas de
um gás em equilíbrio térmico.
25ª Aula
Transmissão de energia térmica.
Fenómenos de convecção ,
condução e radiação .
A equação de condução do calor.
26ª Aula
Resolução numérica da equação de condução do calor
para algumas condições de fronteira.
27ª Aula
Radiação: leis de Wien e Stefan.
O equilíbrio térmico da atmosfera.
28ª Aula
A radiação do corpo negro e a catástrofe do ultravioleta.
As fórmulas de Planck.
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