Enunciado
Física - Alaor Chaves- Ed: 1º - Capítulo 13.Exercícios e Problemas - Ex. 17
13.17P Suponha que o oscilador descrito em Problema 13.16 seja submetido a uma força oscilatória descrita por . A) Calcule a amplitude das oscilações, em regime permanente. B) Calcule o ângulo de defasagem entre a força do oscilador. C) Escreva a expressão para .
Passo 1
Belezoca galerinha, como o enunciado nos disse que o sistema é submetido a uma força que varia com o tempo , quer dizer que estamos tratando de um oscilador forçado, e nesse caso, vimos que a função que expressa é dada como:
Onde é expresso por , enquanto será o ângulo de defasagem entre a força e o oscilador. Sendo assim, a primeira informação que o enunciado nossa dá é que estamos tratando do oscilador descrito no Problema 13.16, e de lá tiramos que:
Além disso, o enunciado nos fornece que a força aplicada é , e dai a gente tira que:
Passo 2
Belezoca, então na letra (A), quando ele pra gente encontrar a amplitude da oscilação, na verdade ele quer que a gente encontre a parte:
Então se a gente substituir os valores que descobrimos, vamos obter que:
Logo:
Que também podemos aproximar para centímetros, de forma que:
Passo 3
Já o ângulo de defasagem é dado pela expressão:
Logo:
Portanto, nosso ângulo de defasagem será:
Passo 4
Dessa maneira, teremos que a equação que descreve o movimento do oscilador é representada por: