Estática
Código
9369
Unidade Orgânica
Faculdade de Ciências e Tecnologia
Departamento
Departamento de Engenharia Civil
Créditos
6.0
Professor responsável
Carlos Manuel Chastre Rodrigues, João Carlos Gomes Rocha de Almeida
Horas semanais
7
Língua de ensino
Português
Objectivos
A Estática constitui a 1ª etapa na formação específica do eng. civil, com a introdução dos conceitos fundamentais que permitem o equilíbrio e o cálculo de esforços em estruturas isostáticas e que está na base do dimensionamento de estruturas.
Esta unidade curricular tem por objectivo desenvolver a capacidade para analisar problemas da mecânica dos sistemas de pontos materiais e dos corpos rígidos em repouso (estática) e resolver, aplicando conceitos teóricos e metodologias práticas, problemas correntes de Eng. Civil.
No final desta unidade os alunos deverão ser capazes de:
1. Fazer o equilíbrio em 2D e 3D;
2. Desenhar diagramas de corpo livre de uma estrutura;
3. Identificar tipos de carregamentos e de apoios e determinar a estatia e as reacções de uma estrutura isostática;
4. Relacionar a carga, o esforço transverso e o momento flector;
5. Determinar os diagramas de esforços de estruturas isostáticas e de treliças;
6. Calcular centros de gravidade e momentos estáticos e de inércia de secções.
Pré-requisitos
Para ter um bom êxito na aprendizagem os alunos devem ter conhecimentos de geometria analítica, álgebra linear e análise matemática.
Conteúdo
- Apresentação da disciplina
- Objectivos e programa da disciplina
- Organização da disciplina. Métodos de avaliação
- Acesso e utilização da informação disponível na página da cadeira
- Introdução a Estática
- Princípios e conceitos fundamentais.
- Acções nas estruturas.
- Sistema de unidades.
- Grandezas
- Sistemas de vectores
- Sistemas de vectores deslizantes. Operações vectoriais. Elementos de decomposição de um vector. Componentes cartesianas de um vector.
- Momento de um vector em relação a um ponto e a um eixo. Momento de um binário. Binários equivalentes.
- Elementos de redução de um sistema de vectores. Lei de propagação de momentos resultantes. Teorema de Varignon. Eixo central de um sistema de vectores.
- Casos particulares de sistemas equivalentes a vector único.
- Estática da partícula.
- Equilíbrio da partícula no plano e no espaço.
- Estática do corpo rígido.
- Tipos de apoios. Reacções em apoios. Estatia de um corpo rígido. Ligações mal distribuídas.
- Equilíbrio de um corpo rígido no plano e no espaço. Diagramas de corpo livre.
- Sistemas de corpos rígidos
- Ligações internas. Forças interiores. Terceira lei de Newton.
- Equilíbrio de sistemas de corpos rígidos.
- Métodos de análise.
- Estruturas articuladas isostáticas.
- Método dos nós e método das secções.
- Esforços internos em estruturas isostáticas planas
- Tipos de carregamentos e apoios.
- Esforços internos. Diagramas de esforços em estruturas isostáticas.
- Relações entre carga, esforço transverso e momento flector
- Estatia de uma estrutura.
- Geometria de massas
- Centro de gravidade e centroides. Momentos estáticos.Secções e corpos compostos. Cargas distribuídas numa linha. Pressão hidrostática
- Momentos de inércia de superfícies. Momento de inércia em relação a um eixo.Momento de inércia polar. Produto de inércia. Translação e rotação dos eixos. Superfícies compostos.
Bibliografia
- F.P. BEER, E.R. JOHNSTON, D. MAZUREK e E.R EISENBERG Mecânica Vetorial para Engenheiros, Estática,. 9ª Ed. Ed. Mc Graw-Hill, 2009.
- R.C. HIBBELER, Engineering mechanics : statics, 13th edition, Pearson Prentice Hall , 2013.
- I. CISMASIU, Estática: Elementos de Estudo, DEC/FCT/UNL, 2009.
Método de ensino
Todos os temas da disciplina são abordados nas aulas teóricas e nas aulas práticas.
A exposição e explicação dos vários conceitos, princípios e métodos é efectuada nas aulas teóricas e exemplificada com a resolução de alguns problemas ilustrativos.
Nas aulas práticas promove-se a discussão dos problemas propostos e os alunos são incentivados a resolver individualmente os problemas mais significativos da lista dos exercícios propostos.
Fora das aulas práticas os alunos são incentivados a resolver individualmente de modo interactivo um conjunto de problemas propostos.
Método de avaliação
A avaliação contínua desta Unidade Curricular será realizada através de uma Avaliação Teórico-Prática, composta por 3 mini-testes (MT), com a duração de 20 minutos, e por 2 testes (T), com a duração de 1 hora. Cada um destes elementos de avaliação será classificado de 0 a 20 valores.
A classificação final da UC é obtida através da seguinte expressão:
Classificação Final= 0.1*(MT1+MT_2+MT_3)+0.35*(T1+T2)
A aprovação nesta UC resulta do cumprimento da Frequência e da obtenção de uma Classificação Final igual ou superior a 9.5 valores.
NOTA: não se impõe nota mínima em nenhum dos testes/mini-testes.
Para a obtenção da Frequência é exigido que o aluno esteja presente (e participe activamente quando solicitado) em 2/3 de todas as aulas realizadas (aulas teóricas+turno prático).
Existirá ainda um Exame de Recurso, com a duração de 3h, para os alunos (com Frequência) que não tenham obtido aprovação durante a avaliação contínua, ou que pretendam melhorar a classificação.
Este exame será estruturado em 5 grupos (G) classificados de 0 a 20 valores. A matéria de cada um destes grupos corresponde, respetivamente, à matéria do 3 mini-testes e dos 2 testes.
A classificação final dos alunos que participem no Exame de Recurso, é obtida através da seguinte expressão:
Classificação Final= 0.1*[max(MT1,G1)+max(MT2,G2)+max(MT3,G3)]+0.35*[max(T1,G4)+max(T1,G5)]
Os alunos que obtenham classificação final superior ou igual a 17 valores devem realizar prova oral para confirmação da nota. Neste caso, a classificação do aluno será a classificação da prova oral. Caso optem por não realizar a prova oral, ser-lhes-á atribuída a classificação de 17 valores.
Refere-se ainda que para os testes/exame não é permitida a utilização de nenhum material de apoio excepto da máquina calculadora (não gráfica sem capacidade de programação e armazenamento de dados).