DEPARTAMENTO DE FÍSICA

 

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Ano letivo: 2006-2007
Especificação técnica - ficha curricular
N.B. estas fichas estão definidas apenas desde 2007 (acordo de Bolonha).

Elementos especificos
código da disciplinaciclo de estudossemestre lectivocréditos ECTSlíngua de ensino
16pt


Objectivos formativos
- Aplicar as leis de conservação da mecânica a alguns problemas de biomecânica
- Determinar as forças exercidas nas diferentes articulações do corpo humano
- Caracterizar diferentes materiais pelo seu desempenho em testes sob tracção
Determinar deformações e tensões de cedência em materiais sujeitos a vários tipos de forças.
Resolver problemas de fluidos compressíveis e incompressíveis em equilíbrio.
Conhecer alguns modelos de visco-elasticidade

Programa genérico mínimo
1- Introdução: Consequências das leis de Newton: as leis de conservação. Aplicações. O balistocardiograma.

2- Estática: estabilidade de estruturas em problemas do domínio da biomedicina

3- Meios deformáveis: conceitos gerais; tensor das deformações; condições de compatibilidade; tensor das tensões; condição de equilíbrio estático; energia da deformação; lei generalizada de Hooke; materiais isotrópicos; materiais isotrópicos bidimensionais, o círculo de Mohr; materiais monotrópicos e ortotrópicos; critérios de cedência e de
rotura; fadiga; aplicações a problemas do domínio da biomedicina.

4- Equações constitutivas para fluidos: fluidos em equilíbrio, a equação de Euler, fluidos com viscosidade, a equação de Navier-Stokes.

5- Viscoelasticidade: materiais isotrópicos com comportamento visco-elástico linear: modelo de Kelvin-Voigt, modelo de Maxwell e modelo padrão.





Pré-requisitos

Análise Infinitesimal
Álgebra Linear e Geometria Analítica
Física Geral



Competências genéricas a atingir
. Competência em gestão da informação;
. Competência em raciocínio crítico;
. Competência em aprendizagem autónoma;
. Adaptabilidade a novas situações;
. Competência em aplicar na prática os conhecimentos teóricos;
. Competência em análise e síntese;
. Competência em comunicação oral e escrita;
. Competência para comunicar com pessoas que não são especialistas na área;
. Competência em autocrítica e auto-avaliação;
(por ordem decrescente de importância)
Horas lectivas semestrais
aulas teóricas45
aulas teórico-práticas22
aulas práticas laboratoriais8
total horas lectivas75

Método de avaliação
Trabalho laboratorial ou de campo15 %
Resolução de problemas15 %
Frequência70 %

Bibliografia de referência
- N. Ozkaya e M. Nordin, Fundamentals of biomechanics: equilibrium, motion and
deformation, Springer, 1999.
- George B. Benedek, Felix M. H. Villars, Physics : with illustrative examples from
medicine and biology, vol. 1 : mechanics, Springer, 2000.
- B. Bhatia e R. N. Singh Mechanics of deformable media, IOP, 1986.
- Y. C. Fung A First Course in Continuum Mechanics for physical and biological Engineers and scientists, Prentice Hall.
- J. J. Pedroso de Lima Biofísica Médica, 2003.
- V. Dias da Silva, Mecânica e Resistência dos Materiais, Edições Zuari, 2004.
Método de ensino
Apresentação dos diferentes tópicos ilustrados com aplicações práticas.
Os alunos deverão resolver problemas autonomamente. Haverá quatro trabalhos de laboratório relacionados com os tópicos leccionados.
Sempre que necessário breve introdução das técnicas matemáticas necessárias à compreensão dos temas e resolução dos problemas físicos: tensor de segunda ordem, integrais múltiplos, noção de gradiente.







Recursos específicos utilizados

Laboratório: Determinação do CM de uma pessoa, do peso de uma perna, do diagrama deformação/tensão de vários materiais. Estudo de um material sujeito a torção ou a flexão.