Flashcard FC785706
Quando ocorre ressonância em um sistema oscilante?
Sem classificação
Instituto AOCP · 2026
Quando ocorre ressonância em um sistema oscilante?
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Resposta
Ressonância ocorre quando a frequência da força externa se aproxima da frequência natural do sistema, provocando aumento marcante da amplitude.
Explicação e exemplo:
Para um oscilador harmônico forçado com amortecimento, a amplitude em regime estacionário é
\(A(\omega)=\dfrac{F_0/m}{\sqrt{(\omega_0^2-\omega^2)^2+(2\beta\omega)^2}}\), onde \(\omega_0=2\pi f_0\).
Quando \(\omega\approx\omega_0\) e \(\beta\) é pequeno, o denominador torna-se mínimo, a transferência de energia é máxima, e a amplitude cresce muito.
Exemplo:
Considere um oscilador com \(F_0/m=1\), \(f_0=1\ \text{Hz}\) então \(\omega_0=2\pi\ \text{rad/s}\), e \(\beta=0{,}1\ \text{s}^{-1}\). Em \(\omega=\omega_0\):
\(A(\omega_0)=\dfrac{1}{2\beta\omega_0}=\dfrac{1}{2\cdot0{,}1\cdot2\pi}\approx0{,}796\).
Se \(\beta\) cair para \(0{,}01\), então \(A(\omega_0)\approx7{,}96\), mostrando como amortecimento pequeno aumenta muito a amplitude na ressonância.
Explicação e exemplo:
Para um oscilador harmônico forçado com amortecimento, a amplitude em regime estacionário é
\(A(\omega)=\dfrac{F_0/m}{\sqrt{(\omega_0^2-\omega^2)^2+(2\beta\omega)^2}}\), onde \(\omega_0=2\pi f_0\).
Quando \(\omega\approx\omega_0\) e \(\beta\) é pequeno, o denominador torna-se mínimo, a transferência de energia é máxima, e a amplitude cresce muito.
Exemplo:
Considere um oscilador com \(F_0/m=1\), \(f_0=1\ \text{Hz}\) então \(\omega_0=2\pi\ \text{rad/s}\), e \(\beta=0{,}1\ \text{s}^{-1}\). Em \(\omega=\omega_0\):
\(A(\omega_0)=\dfrac{1}{2\beta\omega_0}=\dfrac{1}{2\cdot0{,}1\cdot2\pi}\approx0{,}796\).
Se \(\beta\) cair para \(0{,}01\), então \(A(\omega_0)\approx7{,}96\), mostrando como amortecimento pequeno aumenta muito a amplitude na ressonância.
Veja como foi cobrado:
https://flashcardsconcursos.com.br/portal/flashcard/784505
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