Palestra Escolas

1 + 1 = 0 ?

E = mc2

Física e Engenharia

F = ma

dS > 0

Aleksandr Bobuskyy Teresa Monteiro Cátia Silva FCUP | FEUP

Faculdade de Ciências da Universidade do Porto (FCUP)

Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (FEUP)

Do que vamos falar hoje?

Mecânica clássica

Estudo do movimento de corpos, das variações na sua energia e das forças que neles atuam.

Referenciais e relatividade restrita

Movimentos circulares

Mecânica Clássica

Movimento de corpos

Leis de Newton

Momentos e colisões

Energia

Eletromagnetismo

Estudo das interações entre partículas carregadas eletricamente e dos campos elétricos e magnéticos gerados por essas mesmas partículas.

Corrente elétrica

Eletromagnetismo

Cargas e força

Campos

Equações de Maxwell

Lei de Faraday

Estudo dos fenómenos relacionados ao calor, temperatura e energia térmica, e como estes conceitos interagem com a matéria.

física térmica

Leis da termodinâmica

Física térmica

Transferência de calor

Ciclo de Carnot

Diagramas de fase

Gases ideiais

ONDAS E MEIOS CONTÍNUOS

Estudo da propagação das ondas e descrição de todos os fenómenos oscilatórios.

Ondas e meios contínuos

Osciladores

Modos Normais das Ondas

Ondas Progressivas

Física Moderna

Estudo dos fenómenos e conceitos relacionados às novas ideias e modelos da física que surgiram no século XX.

FÍSICA MODERNA

Teoria clássica da luz vs teoria corpuscular (quantum)

Efeito fotoelétrico (Nobel do Einstein)

Hipótese de Broglie

Equação de Schrödinger

Ótica

Estudo da luz e dos fenómenos relacionados à sua propagação e à sua interação com materiais.

Ótica

Índice de refração

Lentes e espelhos

Difração

Polarizadores

Estudo das propriedades e do comportamento das substâncias que não possuem forma fixa em diferentes situações.

Mecânica de fluidos

Mecânica de Fluidos

Hidrostática

Hidrodinâmica

Equação de Navier-Stokes

Teorema de transporte de Reynolds

Cadeiras que complementam a formação dos estudantes de física, fornecendo competências fundamentais em matemática, programação e outras áreas essenciais.

outras cadeiras

Lab. III

Lab. I

Laboratórios de Física

Lab. II - Eletrónica

Programação

Processamento e filtragem de dados

Simulação do potencial elétrico numa configuração de cargas

Simulação de um porco no forno

Programação

Simulação de um trânsito na estrada

Resolver a equação de onda e simular a vibração de cordas

MATEMÁTICA

Expansões em Série de Taylor

Matrizes e Sistemas Lineares

Integrais

MATEMÁTICA

Equações Diferenciais

Hipersuperfícies

+ Eng. FEUP

Física Médica

Mestrados: oferta FCUP/FEUP

Astronomia e Astrofísica

Ensino de Física e de Química no 3º Ciclo do Ensino Básico e no Ensino Secundário

Física

Engenharia Física

10 percursos alternativos formais, estruturados da seguinte forma:

• Física - perfil em Física,
• Física - perfil em Astrofísica,
• Física com uma formação complementar em Agronomia, Biologia, Geologia, Informação Geográfica, Informática, Matemática ou Química.

Perfis: Licenciatura em Física

Questões?

e muito mais...

Olimpíadas de Física

Astronauta por um dia

CanSat

Quark! - Escola de Física para Jovens

Olimpíadas de Astronomia (COMETA)

Lista de projetos (pdf)

Bónus: Projetos para secundário!

Equação de onda

VS

Movimento linear

Movimento circular

Rudolf Clausius

Medida da desordem ou dispersão de energia num sistema. Nos processos naturais, a entropia aumenta.

U -> Variação da Energia Interna Q -> Calor W -> Trabalho (Variações de pressão e volume)

Segunda Lei da Termodinâmica

Primeira Lei da Termodinâmica ou Lei da Conservação da Energia

Lei Zero da Termodinâmica

Quem conseguir apresentar uma solução bem definida receberá um prémio de 1 milhão de dólares!

PROBLEMA POR RESOLVER!

Equação de Navier-Stokes

Força Eletromagnética

Atração e Repulsão

Lei Fundamental da Dinâmica

Lei da Inércia

Os corpos adoram manter o seu estado de movimento!

Lei da Ação-Reação

Qualquer ação é acompanhada de uma reação!

Se a luz, entendida como uma onda antes do século XX, também pode ser uma partícula, porque é que uma partícula conhecida (o eletrão, por exemplo) não poderá ser uma onda?

A matéria também "são" ondas!

Equação Fundamental da Hidrostática

Exemplo prático!

• A partir do momento que realizamos uma observação (olhamos para dentro da caixa) ele estará morto ou vivo, ou seja, a função de onda colapsou num dos estados!

• Enquanto não olharmos para dentro da caixa, o Óscar pode estar tanto vivo como morto, ou seja, encontra-se em superposição, com uma probabilidade associada aos 2 estados/situações;

• Existe um sensor que deteta esse decaimento e parte um frasco de veneno;

• Dentro da caixa existe um isótopo radioativo que tem uma certa probabilidade de decair;

Referenciais

1. Velocidade da luz constante. 2. Leis da física são idênticas em referenciais inerciais.

Dilatação do tempo

O tempo passa mais devagar para corpos que se movem com velocidades próximas da velocidade da luz.

Contração do espaço

O espaço contrai para corpos que se movem com velocidades próximas da velocidade da luz.

A luz é uma onda ou um conjunto de partículas?

Quanto mais quente é o corpo, menor é o comprimento de onda da luz irradiada!

Lei de Stefan-Boltzmann

Resolução de problemas: Transporte de fluidos em colinas

Equação da energia

Equação de continuidade

Resolução de problemas:Sistemas de descarga de fluidos distintos

Vamos experimentar?

Conservação do momento angular

Tomografia (Cérebro e crânio)

Equação de Bernoulli

Medidores de Caudal (tubo de Venturi) e de Velocidade (tubo de Pitot)

Campo Magnético

Gerado por cargas em movimento (corrente elétrica) ou por materiais magnetizados (ímans).

Campo Elétrico

T = Temperatura [K]n = número de moles [mol]

P = Pressão [Pa] V = Volume [m3]

R = Constante Universal dos Gases Ideais -> R = 8,31[J/mol.K]

Movimentos circulares

Velocidade e aceleração angular, aceleração normal e tangencial, coordenadas polares...

Outros movimentos

Movimento helicoidal, movimento parabólico, movimento de cargas, projéteis...

Movimentos retilíneos

É necessário efetuar trabalho externo.

Refrigerador

Aplicação a motores de gasolina, diesel, vapor, ...

Máquina térmica

Ciclo de compressões isotérmicas (temperatura constante) e adiabáticas (calor constante) de um fluido.

Não existem máquinas perfeitas! (Rendimento < 100%)

Miragens!

Porque é que o nascer e pôr do Sol são avermelhados?

Ainda vemos o Sol alguns minutos depois de ele se pôr!

Diapasão

Oscilador forçado

Oscilador livre não amortecido

Oscilador livre amortecido

Vamos experimentar?

Excita-se os modosnormais na corda!

Mantém-se a condiçãode fronteira fixa!

Envio de ondas progressivas periodicamente --> ondas estacionárias!

Ao prender a corda a algo fixo, a onda vai refletir com um vale. No entanto, se a outra ponta estiver solta, a corda vai refletir com uma crista.

Exemplo

O já conhecido...

Adicionemos a pressão...