Quando estamos em presença de oscilações forçadas? Nessa situação, o que acontece com a amplitude da oscilação x (t ) quando (frequência angular da força externa) aproxima-se de ? Qual é o nome desse fenômeno?

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado tá falando sobre oscilações forçadas, que é quando a gente aplica uma força externa em um sistema que já oscila naturalmente. A pergunta quer saber o que acontece com a amplitude da oscilação quando a frequência angular da força externa se aproxima da frequência natural . Pra resolver, precisamos entender o que são oscilações forçadas, como a frequência afeta a amplitude e identificar o fenômeno que ocorre nesse caso.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que são oscilações forçadas. Imagine um pêndulo que já está balançando sozinho; isso é uma oscilação livre. Agora, se você começar a empurrar o pêndulo ritmadamente, aplicando força de fora, isso passa a ser uma oscilação forçada. A força externa faz com que o sistema continue oscilando.

Passo 3

Agora, vamos falar sobre a frequência angular. A frequência natural é a frequência com que o sistema oscila quando não há força externa. A frequência angular da força externa é a velocidade com que você está empurrando o sistema. Quando essas duas frequências são iguais ou próximas, algo especial acontece com a amplitude da oscilação.

Passo 4

A amplitude é basicamente o quanto o sistema oscila. Quando a frequência da força externa se aproxima da frequência natural , a energia que você está colocando no sistema se alinha perfeitamente com o movimento natural dele. Isso faz com que a amplitude das oscilações aumente cada vez mais.

Passo 5

Esse aumento na amplitude quando as frequências se aproximam é conhecido como ressonância. Na ressonância, o sistema absorve energia de forma muito eficiente da força externa, resultando em oscilações com amplitudes muito grandes.

Resposta

Quando se aproxima de , a amplitude da oscilação aumenta significativamente devido ao fenômeno da ressonância.

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