Física Teórica Experimental II Prof. Dr. Alysson Cristiano Beneti

Apresentação em tema: "Física Teórica Experimental II Prof. Dr. Alysson Cristiano Beneti"— Transcrição da apresentação:

1 Física Teórica Experimental II Prof. Dr. Alysson Cristiano Beneti
FAESO – Faculdade Estácio de Sá de Ourinhos BachareladoS em Engenharia CIVIL, Engenharia de Produção E Engenharia de CONTROLE E AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL Aula 06 Oscilações Amortecidas, Forçadas e Ressonância Física Teórica Experimental II Prof. Dr. Alysson Cristiano Beneti OURINHOS-SP 2017

2 Oscilações Amortecidas
Até agora admitimos que a energia mecânica do MHS se conserva, mas sabemos que em situações reais isso não acontece! O oscilador perde energia com o passar do tempo através do atrito e da resistência do ar, o que resulta em oscilações amortecidas. Nosso estudo sobre oscilações amortecidas, forçadas e ressonância será mais do ponto de vista qualitativo, uma vez que a matemática das oscilações amortecidas é muito complicada e será assunto das disciplinas de cálculo avançado e equações diferenciais. Em uma representação bastante simplificada, as equações descrevem o decréscimo da amplitude com o tempo dessas oscilações, pois como vimos a energia é uma função direta da amplitude, melhor dizendo do quadrado da amplitude, observe a equação abaixo: EM= Energia Mecânica (Total) K = Constante Elástica A = Amplitude do Movimento

3 Oscilações Amortecidas
Oscilação Subcrítica: é a oscilação cuja amplitude reduz-se de acordo com uma curva exponencial (tracejada) definida. Este tipo de oscilação é o mais comum na prática, pois a redução gradativa da amplitude é inevitável devido a transformação da energia mecânica em outro tipo de energia. É denominado Movimento Harmônico Amortecido.

4 Oscilações Amortecidas
Oscilação Subcrítica: Um amortecedor de carro é um exemplo de oscilador amortecido, bem como um dispositivo usado nas raquetes de tênis que diminui as vibrações.

5 Oscilações Amortecidas
Oscilação Crítica: Chama-se oscilação crítica quando o oscilador para na posição de equilíbrio, antes de completar a primeira oscilação. Ele nem sequer oscila! Oscilação Supercrítica: é quando o oscilador segue lentamente até a posição de equilíbrio. Vídeo

6 Oscilações Forçadas Existem sistemas que possuem dispositivos que compensam a perda de energia em cada oscilação, o sistema é “forçado” a oscilar com uma amplitude constante. Consequentemente, esses sistemas passam a executar oscilações forçadas. É desse modo que brincamos em um balanço: a cada oscilação pequenos impulsos são dados para manter a amplitude constante. As oscilações dos tímpanos dos nossos ouvidos são oscilações forçadas, exercidas sobre esses sistemas oscilantes pelas ondas sonoras.

7 Ressonância Todos os sistemas oscilantes possuem suas características próprias como a massa e a constante elástica, isso confere aos sistemas uma frequência natural (f0) para o oscilador, porém um fenômeno interessante acontece quando as oscilações forçadas coincidem com a frequência natural do sistema oscilante, trata-se do fenômeno da ressonância.

8 Experimento: Oscilações amortecidas, forçadas e ressonância.
Quando a frequência externa (f), das oscilações forçadas coincide com a frequência natural (f0), o sistema entra em ressonância com a fonte. A amplitude, então, pode atingir valores altíssimos, e isso depende da resistência do sistema. Vídeos Experimento: Oscilações amortecidas, forçadas e ressonância. Ponte de Tacoma Ponte Rio Niterói Ponte na Rússia Prédio Balançando Asa avião balançando Terremoto na piscina Taça quebrando