UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA PROGRAMA DE DISCIPLINA

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA

PROGRAMA DE DISCIPLINA

CACHOEIRA DO SUL

IDENTIFICAÇÃO DA DISCIPLINA:

CÓDIGO NOME ( T - P )

CSEM4015 MECÂNICA GERAL II (3-1)

OBJETIVOS - ao término da disciplina o aluno deverá ser capaz de :

Estabelecer relações entre causas e efeitos do movimento dos corpo rígidos, calculando-os e interpretando-os.

PROGRAMA:

TÍTULO E DISCRIMINAÇÃO DAS UNIDADES

UNIDADE 1 - ANÁLISE VETORIAL

1.1 - Função vetorial: definição, limite, derivada, interpretação, geométrica da derivada vetorial, derivada de vetores especiais, regras de derivação, vetor diferencial, integração de vetores. Operadores. Componentes intrínsicos do vetor derivada, triedro de Frenet.

1.2 - Operadores diferenciais: operador Nabla, gradiente, divergência, rotacional.

UNIDADE 2 – CINEMÁTICA

2.1 - Cinemática do ponto: sistema de referência.

2.1.1 - Posição do ponto: equação horária, representação vetorial e representação analítica.

2.1.2 - Velocidade: expressão escalar, vetor velocidade, componentes

cartesianos, diagrama espaço, tempo, velocidade angular, compotentes intrínsecas da velocidade.

2.1.3 - Aceleração: interpretação cinemática da derivada segunda. Componentes cartesianas, intrínsecas e polares, aceleração angular. Velocidade e aceleração areolares.

2.2 - Cinemática dos sólidos: tipos de movimentos, cinemática do movimento de translação, cinemática do movimento de rotação: cinemática do movimento geral: fórmulas de Poisson, teorema de Mozzi, cinemática do movimento plano: centro instantâneo de rotação, cinemática do movimento relativo e absoluto, teorema de Cariolis.

UNIDADE 3 – CINÉTICA: EQUAÇÃO FUNDAMENTAL DE MECÂNICA

3.1 - Movimento do centro de massa, equação do movimento, teorema do movimento do centro de massa (CM).

3.2 - Momento cinético: definição, teorema do momento cinético, primeiro teorema de Koenig, leis de Kepler.

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PROGRAMA: (continuação)

3.3 - Trabalho e energia: noção de campos, trabalho, campos conservativos, energia potencial, expressões notáveis do trabalho, segundo teorema de Koenig, teorema do trabalho e energia, choque direto e central.

3.4 - Teoremas de D'Alember. Data: ____/____/____ ______________________ Data: ____/____/____ ___________________________

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BIBLIOGRAFIA

CSEM4015 MECÂNICA GERAL II (3-1)

BIBLIOGRAFIA:

BIBLIOGRAFIA BÁSICA E COMPLEMENTAR

BIBLIOGRAFIA BÁSICA

BEER, Ferdinand P. e JOHNSTON JR, R. Russel , Vector Mechanics For Engineers: Dynamics. Publisher: Mcgraw-Hill, 10th Edition,2012.

HIBBELER, R.C. Engineering Mechanics, Statics and Dynamics, Prentice Hall, 1995. KAMINSKI. Mecânica Geral para Engenheiros. São Paulo: Edgard Blücher , 2000. BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR

BEER, F.P. e JOHNSTON, R.E. e EISENBERG, E.R. Mecânica Vetorial para Engenheiros. Vol. Estática. Ed. MacGraw-Hill. 7ª edição. S. P. 2006.

BORESI, A. P. e SCHMIDT, R. J. Estática. Ed. Pioneira Thomson Learning. S.P. 2003.

FRANÇA, L.N.F. e MATSUMURA, A.Z. Mecânica Geral. Vol. Estática. Ed. Edgard Blücher Ltda. 1ª edição. S.P. 2001.

GIACAGLIA, G.E.O. Mecânica Geral. Vol. 1. São Paulo. Livraria Nobel S/A. 1976. HIBBELER, R.C. Mecânica para Engenharia. Vol. Estática. São Paulo. Ed. Pearson Prentice Hall. 12ª edição. 2011.

MERIAM, J.L. e KRAIGE, L.G. Engenharia Mecânica. Vol. Estática. Ed. Livro Técnico Científico S.A. 5ª edição. R.J. 2004.

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BIBLIOGRAFIA: (continuação) Data: ____/____/____ ______________________ Data: ____/____/____ ___________________________

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PROGRAMA DE DISCIPLINA

CSEM4016 FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL III (5-1)

Identificar fenômenos naturais em termos de quantidade e regularidade, bem como interpretar princípios fundamentais que generalizam as relações entre eles e aplicá-los na resolução de problemas simples.

PROGRAMA:

UNIDADE 1 –INTRODUÇÃO

1.1 - Revisão de cálculo vetorial, integração e diferenciação de campos vetoriais.

UNIDADE 2 - CAMPO ELÉTRICO 2.1 - Força e carga elétrica. 2.2 - Lei de Coulomb.

2.3 - Campo Elétrico.

2.4 - Linhas de campo elétrico.

2.5 - Campo devido a distribuições contínuas de carga, linear, superficial volumétrica.

UNIDADE 3 - SISTEMAS COM SIMETRIA E CONDUTORES 3.1 - Fluxo elétrico e Lei de Gauss.

3.2 - Condutores em equilíbrio eletrostático, carga por indução, campo. UNIDADE 4 - POTENCIAL ELÉTRICO

4.1 - Trabalho e energia.

4.2 - Diferença de potencial e gradiente de potencial. 4.3 - Superfícies equipotenciais.

4.4 - Cálculo do potencial elétrico.

4.5 - Potencial e distribuição de carga, condutores e isolantes. UNIDADE 5 - EQUAÇÕES FUNDAMENTAIS DA ELETROSTÁTICA

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5.2 - Divergência e teorema da divergência. 5.3 - Rotacional e teorema de Stokes.

5.4 - Equação de Poisson.

UNIDADE 6 - CAPACIDADE E ENERGIA ELETROSTÁTICA

6.1 - Capacitores de placas, planas, cilíndricas e esféricas. 6.2 - Energia eletrostática, armazenada num capacitor.

6.3 - Dielétricos, campo elétrico na matéria. UNIDADE 7 - CORRENTE ELÉTRICA

7.1 - Densidade de corrente, resistência e lei de Ohm.

7.2 - Resistência e temperatura, supercondutores e semicondutores. 7.3 - Energia dissipada em um condutor.

7.4 - Fontes de força eletromotriz. UNIDADE 8 - CAMPO MAGNÉTICO

8.1 - Campo de indução magnética.

8.2 - Força magnética sobre um condutor com corrente. 8.3 - Espiras e bobinas.

8.4 - Movimento de partículas no campo magnético.

8.5 - Aplicações: filtro de velocidades, tubo de raios catódicos, espectrometro de massa, galvanometro.

UNIDADE 9 – MAGNETOSTÁTICA 9.1 - Lei de Biot-Savart.

9.2 - Força magnética entre condutores com corrente. 9.3 - Lei de Ampére.

9.4 - Linhas de indução magnética; Espiras, solenóides e toróides. 9.5 - Divergência e rotacional do campo magnético.

9.6 - Campo magnético dentro da matéria: paramagnetismo, diamagnetismo e ferromagnetismo.

UNIDADE 10 - INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA 10.1 - Lei de Faraday.

10.2 - Gerador de corrente alternada. 10.3 - Indução em condutores em movimento. 10.4 - Forma geral da lei de Faraday. 10.5 - Auto-indução e Indução mútua. UNIDADE 11 – ELETRODINÂMICA

11.1 - Correntes de deslocamento. 11.2 - Equações de Maxwell

11.3 - Energia no Campo eletromagnético 11.4 - Potencial vetorial.

UNIDADE 12 - ONDAS ELETROMAGNÉTICAS E LUZ 12.1 - Equação de onda eletromagnética. 12.2 - Ondas planas, harmônicas e esféricas. 12.3 - Intensidade das ondas eletromagnéticas. 12.4 - Espectro eletromagnético.

12.5 - Ondas eletromagnéticas em meios materiais.

Data: ____/____/____ ______________________ Data: ____/____/____ ___________________________

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FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL III (5-1)

UNIDADE 13 – EXPERIMENTOS EM FÍSICA

13.1 - Máquinas eletrostáticas e visualização de campos eletrostáticos. 13.2 - Medidas de corrente, tensão, resistência e resistividade.

13.3 - Capacitores, carga e descarga, construção e medida da capacitância. 13.4 - Campo magnético produzido por espiras de corrente, bobinas de Helmolz e medida do campo magnético.

13.5 - Torque sobre espiras em campo magnético, momento magnético.

13.6 - Indução eletromagnética, transformadores, motores e aquecimento por indução.

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PROGRAMA: (continuação) Data: ____/____/____ ______________________ Data: ____/____/____ ___________________________

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BIBLIOGRAFIA

CSEM4016 FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL III (5-1)

BIBLIOGRAFIA:

HALLIDAY, Resnick. Física II, Rio de Janeiro, LTC – Livros Técnicos e Científicos Editora S.A., 2000, v.2.

MCKELVEY, J.P. Física , São Paulo, LTC – Livros Técnicos e Científicos Editora S.A,2000, v.2.

TIPLER, P., Física 1b .Rio de Janeiro, Editora Guanabara, 1996, v.1.b. BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR

F.R. Junior, N.G. Ferraro, P.A.T. Soares, Os fundamentos da física 2, Edit.

Moderna, 1993.

H.D. Young, R.A. Freedman, Física II – termodinâmica e ondas, Edit. Pearson –

Addison Wesley, São Paulo: 2007.

NUSSENSWEIG, Moisés. Curso de Física Básica.2, São Paulo, Editora Edgard Blucher Ltda,1981, v.2.

P.A. Tipler, G. Mosca. Física: mecânica, oscilações e ondas, termodinâmica, v. 1”, Editora LTC, 2006.

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PROGRAMA DE DISCIPLINA

CSEM4017 EQUAÇÕES DIFERENCIAIS “A” (4-0)

Compreender e aplicar as técnicas de equações diferenciais ordinárias na procura de soluções de alguns modelos matemáticos.

PROGRAMA:

UNIDADE 1 - EQUAÇÕES DIFERENCIAIS

1.1 - Conceito de equações diferenciais.

1.2 - Classificação quanto a: variáveis, ordem, grau, linearidade. 1.3 - Tipos de soluções de equações diferenciais.

UNIDADE 2 - EQUAÇÕES DIFERENCIAIS DE PRIMEIRA ORDEM 2.1 - Equações lineares.

2.2 - Equações diferenciais e variáveis separáveis. 2.3 - Equações exatas.

2.4 - Equações diferenciais homogêneas e redutíveis a homogêneas. 2.5 - Equação de Bernoulli.

UNIDADE 3 - EQUAÇÕES DIFERENCIAIS LINEARES DE SEGUNDA ORDEM

3.1 - Conceito de equações diferenciais lineares de segunda ordem.

3.2 - Soluções fundamentais da equação homogênea. Dependência e independência linear.

3.3 - Equações homogêneas com coeficientes constantes.

3.4 - Equações lineares não-homogêneas com coeficientes constantes: método de variação de parâmetro, método dos coeficientes indeterminados.

UNIDADE 4 - EQUAÇÕES LINEARES DE ORDEM SUPERIOR 4.1 - Sistema fundamental das soluções.

4.2 - Equações homogêneas com coeficiente constante. 4.3 - Equações não-homogêneas com coeficiente constante. 4.4 - Equações lineares com coeficientes variáveis.

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UNIDADE 5 - SISTEMAS LINEARES DE EQUAÇÕES DIFERENCIAIS

5.1 - Sistemas lineares homogêneos com coeficientes constantes. 5.2 - Sistemas lineares não-homogêneos.

Data: ____/____/____ ______________________ Data: ____/____/____ ___________________________

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BIBLIOGRAFIA

CSEM4017 EQUAÇÕES DIFERENCIAIS “A” (4-0)

BIBLIOGRAFIA:

BOYCE, W.E. & DIPRIMA, R.C. Equações diferenciais elementares e problemas de valores de contorno. Rio de Janeiro: LTC, 1998.

G. Costa, R. Bronson, Equações diferenciais, Coleção Schaum, 3ª Ed., Editora

Artmed.

ZILL, D.G. Equações diferenciais. São Paulo: Makron Books,2001. BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR

BRAUN, M. Equações diferenciais e suas aplicações. Rio de Janeiro: Campus, 1979. D.G. de Figueiredo, A.F. Neves, Equações diferenciais aplicadas, Publicação

IMPA, 2001.

F. Diacu, Introdução a equações diferenciais, Editora LTC, 2004.

G. Simmons, Equações diferenciais: teoria, técnica e prática, Editora McGraw

Hill Brasil.

G.B. Gustafson, C.H. Wilcox, Analytical and computational methods of advanced engineering mathematics, Editora Springer Verlag.

L. de J. Soares, Introdução ao estudo das equações diferenciais ordinárias,

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PROGRAMA DE DISCIPLINA

CSEM4018 MÉTODOS NUMÉRICOS COMPUTACIONAIS (2-2)

Analisar, interpretar e aplicar os métodos numéricos na solução via computador, de equações e sistemas de equações lineares e não lineares.

PROGRAMA:

UNIDADE 1 - ESTUDO SOBRE ERROS 1.1 - Conceitos básicos.

1.2 - Erros nas aproximações numéricas.

1.3 - Classificação de erros: absolutos, relativos, arredondamento. 1.4 - Erro nas funções de uma ou mais variáveis.

1.5 - Determinação de erros através do computador. UNIDADE 2 - ZEROS DE FUNÇÕES

2.1 - Conceitos básicos. 2.2 - Localização de zeros.

2.3 - Método de bisseção e erros.

2.4 - Estudo do método interativo e erros. 2.5 - Método de Newton-Raphson e erros.

2.6 - Estudo de zeros com precisão prefixada.

2.7 - Determinações de zeros de funções através do computador. UNIDADE 3 - ZEROS DE POLINÔMIOS

3.1 - Conceitos fundamentais.

3.2 - Teorema sobre o valor numérico de um polinômio.

3.3 - Teorema sobre o valor numérico da derivada de um polinômio. 3.4 - Delimitação de zeros reais e complexos.

3.5 - Métodos de Birge-Vieta e erros.

3.6 - Determinação de zeros de polinômios através do computador. UNIDADE 4 - APROXIMAÇÕES DE FUNÇÕES

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4.2 - Métodos dos mínimos quadrados. 4.3 - Funções ortogonais.

4.4 - Análise harmônica.

4.5 - Aproximações de funções através do computador. UNIDADE 5 – INTERPOLAÇÃO

5.1 - Conceitos fundamentais. 5.2 - Método de Lagrange e erros. 5.3 - Estudo das diferenças finitas.

5.4 - Fórmula geral de Newton com diferenças divididas. 5.5 - Fórmula de Newton com intervalos eqüidistantes. 5.6 - Interpolação através do computador.

UNIDADE 6 - INTEGRAÇÃO NUMÉRICA 6.1 - Conceitos fundamentais. 6.2 - Método de Newton-Cotes. 6.3 - Regra dos trapézios. 6.4 - Regra de Simpson e erros.

6.5 - Integração numérica através do computador. UNIDADE 7 - SISTEMAS LINEARES

7.1 - Conceitos fundamentais.

7.2 - Método de eliminação de Gauss. 7.3 - Condensação pivotal.

7.4 - Refinamento de soluções.

7.5 - Método por inversão de matrizes.

7.6 - Métodos iterativos: Jacobi, Gauss, Seidel. 7.7 - Estudo da convergência, análise dos erros.

7.8 - Resolução de sistemas lineares através do computador.

Data: ____/____/____ ______________________ Data: ____/____/____ ___________________________

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BIBLIOGRAFIA

CSEM4018 MÉTODOS NUMÉRICOS E COMPUTACIONAIS (2-2)

BIBLIOGRAFIA:

M.A.G. Ruggiero, V.L. Lopes, “Cálculo numérico: aspectos teóricos e computacionais”, São Paulo: Makron Books, 1997.

N.B. Franco, “Cálculo numérico”, Pearson Education, 2006.

PRESS, W.H. Numerical recipes in C: the art of scientific computing. Cambridge: university Press, 1988.

R. Burian, “Cálculo numeric”, Rio de Janeiro: LTC, 2007. BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR

BURDEN, R.L. & FAIRES, J.D. Numerical analysis. New York: PWS-KENT, 1989. E.Y. Matsumoto, “Matlab 7: fundamentos”, 2ª Ed., Érica, 2006.

HUMES, A.F. et al. Noções de cálculo numérico. São Paulo: McGraw-Hill, 1984. RUGGIERO, M.A.G. & LOPES, V.L. Cálculo numérico: aspectos teóricos e computacionais. São Paulo: Makron Books, 1996.

R.L. Burden, “Análise Numérica”, São Paulo: Pioneira Thomsom Learning, 2001. S.J. Chapman, Programação em Matlab para engenheiros, Thomson, 2002.

S.H. de V. Arenales, A. Darezzo, Cálculo numérico: aprendizagem com apoio de software, Editora Thomson Pioneira, 2007.

W.H. Press, Numerical recipes in C: The art of scientific computing, Cambridge:

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PROGRAMA DE DISCIPLINA

CACHOEIRA DO SUL IDENTIFICAÇÃO DA DISCIPLINA: CÓDIGO NOME ( T - P ) CSEM4030 METROLOGIA (2-1)

Conhecer e aplicar as técnicas de medição mecânica; Conhecer e identificar os instrumentos de controle dimensional.

PROGRAMA:

UNIDADE 1 - CONTRIBUIÇÃO DA METROLOGIA NA ENGENHARIA MECÂNICA 1.1 - Testes, fabricação, pesquisa e programa da disciplina. UNIDADE 2 - O PROCESSO DE MEDIÇÃO

2.1 - Terminologia e sistema internacional de unidades. 2.2 - Erros sistemáticos, aleatórios e grosseiros. 2.3 - Incerteza de medição.

2.4 - Parâmetros característicos de um sistema de medição. UNIDADE 3 - DETERMINAÇÃO DO RESULTADO DA MEDIÇÃO

3.1 - Grandezas variável e invariável. UNIDADE 4 - QUALIFICAÇÃO DE MICRÔMETROS 4.1 - Aferição e ajustagem.

4.2 - Calibração.

UNIDADE 5 - CONTROLE GEOMÉTRICO 5.1 - Tolerância de forma e posição.

5.2 - Relação entre tolerância de fabricação e incerteza de medição. UNIDADE 6 – ESCALAS

6.1 - Princípios e tipos.

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UNIDADE 7 - MEDIÇÃO DIFERENCIAL 7.1 - Princípios e vantagens. 7.2 - Técnicas e instrumentação. 7.3 - Medidores de deslocamento. UNIDADE 8 - BLOCOS PADRÃO

8.1 - Aspectos construtivos, metrológicos e de utilização. 8.2 - Verificação de dimensões e forma.

8.3 - Erros de combinações de blocos padrão. UNIDADE 9 - INSTRUMENTOS AUXILIARES DE MEDIÇÃO 9.1 - Desempenador, réguas e esquadros.

UNIDADE 10 - MÁQUINAS DE MEDIR

10.1 - Microscópios, projetores de perfis e máquina Abbé. UNIDADE 11 - MEDIÇÃO POR COORDENADAS

11.1 - Princípios.

11.2 - Tipos de máquinas. 11.3 - Apalpadores.

11.4 - Automação da medição. UNIDADE 12 - MEDIÇÃO DE ROSCAS 12.1 - Técnicas e princípios. 12.2 - Instrumentação.

UNIDADE 13 - MEDIÇÃO DE ENGRENAGENS 13.1 - Técnicas e princípios. 13.2 - Instrumentação.

UNIDADE 14 - AUTOMAÇÃO DO CONTROLE DIMENSIONAL

14.1 - Posição do sistema de medição na cadeia de fabricação. 14.2 - Controle final, intermitente e contínuo.

14.3 - Vantagens e aspectos relacionados com a implantação.

Data: ____/____/____ ______________________ Coordenador do Curso Data: ____/____/____ ___________________________ Chefe do Departamento

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BIBLIOGRAFIA

DEPARTAMENTO: CACHOEIRA DO SUL IDENTIFICAÇÃO DA DISCIPLINA: CÓDIGO NOME ( T - P ) CSEM4030 METROLOGIA (2-1) BIBLIOGRAFIA:

INMETRO, Guia para Expressão da Incerteza de Medição, 1997.

LINK, Walter, Metrologia Mecânica: Expressão da Incerteza de Medição, Programa RH Metrologia, 1997.

ROSSI, M., Utilajes Mecânicos, 3ª ed., Barcelona: Científico-Médica, 1971. BIBLIOGRAFIA C0MPLEMENTAR

CUNHA, L.S., Manual Prático do Mecânico, 5ª Ed., São Paulo: Hemus Livraria Editora Ltda, 1972.

CASILLAS, A.L., Tecnologia da Medição, 3ª Ed., São Paulo: Mestre Jou, 1971. FREIRE, J.M., Tecnologia Mecânica, Rio de Janeiro: Livro Técnico e Científico, Editora SA, 1976.

HUME, K.J., Metrologia Industrial, 2ª ed., Madrid: Editorial River SA, 1968. NOVASKI, Olívio, Introdução à Engenharia de Fabricação Mecânica, 1994.

SANTOS JÚNIOR, M.J. dos, Metrologia Dimensional, Porto Alegre: Editora da UFRGS, 1985.

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BIBLIOGRAFIA: (continuação) Data: ____/____/____ ______________________ Coordenador do Curso Data: ____/____/____ ___________________________ Chefe do Departamento

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PROGRAMA DE DISCIPLINA

CSEM4014 MECÂNICA DOS SÓLIDOS I (3-1)

Conhecer e identificar os métodos de análises de tensões e deformações em peças e estruturas mecânicas.

PROGRAMA:

UNIDADE 1 – ANÁLISE DE TENSÕES

1.1 – Tensões e deformações térmicas. 1.2 – Flexão oblíqua e cargas excêntricas. 1.3 – Vigas curvas.

1.4 – Tensões cisalhantes na flexão.

1.5 – Momento fletor e esforço cortante em vigas. 1.6 – Torção e flexão em eixos e vigas.

1.7 – Círculo de mohr.

1.8 – Relações entre tensões e deformações. 1.9 – Cilindros de paredes finas.

1.10 – Cilindros de pareds grossas. 1.11 – Ajustagem forçada.

1.12 – Critérios de falha. 1.13 – Tensões de contato.

UNIDADE 2 – ANÁLISE DE DEFLEXÕES 2.1 – Deflexão em vigas retas. 2.2 – Deflexão em vigas curvas. 2.3 – Flambagem.

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PROGRAMA: (continuação) Data: ____/____/____ ______________________ Data: ____/____/____ ___________________________

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BIBLIOGRAFIA

CSEM4014 MECÂNICA DOS SÓLIDOS I (3-1)

BIBLIOGRAFIA:

BEER, F. P.; JOHNSTON, E. R. Resistência dos materiais. São Paulo: Mc Graw Hill, 2ª edição, 1984.

JUVINALL. Engineering considerations of stress, strain and strength. New York: MacGraw Hill, 1967.

SHIGLEY, J. E. Elementos de máquinas. Rio de Janeiro: LTC, 1984. BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR

ATKIN, R.J. e N. Fox, An Introduction to the Theory of Elasticity, Longman, 1980.

BORESI, A.P., O.M. Sidebottom, F.B. Seely e J.O. Smith, Advanced Mechanics of Materials, Wiley, 1993.

DYM, C. L. e I. H. Shames: Energy and Finite Element Methods in Structural Mechanics, McGraw-Hill, 1996.

HIBBELER, R. C. Resistência dos materiais. São Paulo: Person Education, 5ª edição, 2004.

Malvern, L., Introduction to the Mechanics of Continuous Media, Prentice-Hall, 1969.

POPOV, E. P. Introdução a mecânica dos sólidos. São Paulo: Edgard Blücher LTDA, 4ª reimpressão, 1998.

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