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.