Sendo para um sistema dinâmico linear oscilatório ωn sua fr...
Sendo para um sistema dinâmico linear oscilatório ωn
sua frequência natural e o fator de amortecimento, com
0 ≤
< 1, a frequência natural amortecida desse sistema
é dada por
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recomendo aos leitores revisarem a solução da eq. diferencial para um sistema oscilatório subamortecido .
imaginemos o sistema massa-mola cuja equação de movimento é : d²x/dt² + (k/m)x = o ; onde w² = k/m é a frequência natural
quando adicionamos um parâmetro dissipativo (b dx/dt) correspondente ao intervalo mostrado na questão , obtemos uma nova frequência natural dada por :
w' = [ w² - b²/4m²]¹/²; colocando w² em evidência dentro da raiz quadrada :
w' = w [ 1- b²/4m²w²]¹/²
w' = w [ 1 - (b/2mw)²]¹/² ; (b/2mw) = f ( fator de amortecimento)
w' = w ( 1 - f² ) ¹/²
alternativa "E"
Como se trata de um oscilador harmônico amortecido, a EDO de segunda ordem adquiri a seguinte forma:
dx²/dt² + b dx/dt + Wn² x = 0
Que assume a solução do tipo
x(t) = Ae^{Bt}
dx/dt = AB e^{Bt}
dx²/dt² = B²Ae^{Bt}
substituindo na EDO
(B² + bB + Wn²) x(t) = 0
Resolvendo a equação do segundo grau entre parênteses, temos:
B = [-b +- raiz( b² - 4Wn² ) ] / 2
colocando o 2 no denominador para dentro da raiz e chamando o que esta dentro dela de W, temos:
W² = ( b/2 )² - Wn²
Para ter oscilação amortecida, Wn > b, então a equação fica
W² = Wn² - ( b/2 )² --> colocando em evidência Wn²
W² = Wn² ( 1 - ( b / 2*Wn )² ) --> onde chamaremos b / 2*Wn = f, logo
W = Wn * ( 1 - f² )
Letra E!!
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