Complete a seguinte afirmação: No movimento harmônico, a ressonância acontece quando
a) a energia do sistema é proporcional ao quadrado da amplitude do movimento.
b) a frequência forçante é igual à frequência natural do sistema.
c) a energia do sistema é mínima.
d) o sistema é amortecido.
e) a frequência forçante é variável.
a) a energia do sistema é proporcional ao quadrado da amplitude do movimento.
b) a frequência forçante é igual à frequência natural do sistema.
c) a energia do sistema é mínima.
d) o sistema é amortecido.
e) a frequência forçante é variável.
Passo 1
Vamos lá! A pergunta está sobre movimento harmônico e ressonância. Precisamos entender o que é ressonância e identificar qual das alternativas completa corretamente a afirmação sobre quando a ressonância acontece nesse tipo de movimento.
Passo 2
Primeiro, movimento harmônico é um tipo de movimento oscilatório, tipo o de uma mola ou um pêndulo, onde a força que traz de volta para o ponto de equilíbrio é proporcional ao deslocamento. Esse tipo de movimento tem uma frequência natural, que é a frequência com que o sistema oscila quando não há forças externas agindo sobre ele.
Passo 3
Agora, ressonância ocorre quando uma força externa (chamada de força forçante) atua sobre o sistema oscilatório numa frequência que coincide exatamente com a frequência natural do sistema. Quando isso acontece, a amplitude das oscilações aumenta significativamente porque a energia fornecida pela força forçante é absorvida de forma eficiente pelo sistema.
Passo 4
Vamos analisar as alternativas:
a) Diz que a energia é proporcional ao quadrado da amplitude. Isso é verdade para movimento harmônico, mas não define ressonância especificamente.
b) Diz que a frequência forçante é igual à frequência natural do sistema. Isso é exatamente o que define ressonância!
c) Diz que a energia é mínima. Na verdade, na ressonância, a energia é máxima devido à maior amplitude.
d) Diz que o sistema é amortecido. Amortecimento reduz a amplitude, o que não está relacionado diretamente com a ressonância.
e) Diz que a frequência forçante é variável. A ressonância ocorre quando há uma correspondência específica de frequências, não necessariamente com frequência variável.
Resposta
A alternativa correta é a b) a frequência forçante é igual à frequência natural do sistema.