Enunciado

55. O movimento de um sistema não amortecido pode ser descrito pelo gráfico na figura 20.16. Demonstre que a relação entre dois picos sucessivos de vibração é dada por ln ⁡ x n x n + 1 = 2 π c c c / 1 - c c c 2 , onde c / c v é o fator de amortecimento e ln ⁡ x n x n + 1 é chamado de decremento logarítmico.

Passo 1

t n + 1 = l + τ d = l + 2 π ω d = l + 2 π ω n 1 - c c c 2

Passo 2

O deslocamento y n é dado por:

y n = D e - c c c ω n

e, o deslocamento y n + 1 é dado por:

y n + 1 = D e - c c c ω n l + 2 π ω n 1 - c c c 2

y n + 1 = D e - c c c ω n t e - 2 π c c c 1 - c c c 2    

Sendo assim, com as duas expressões determinadas podemos encontrar o que foi pedido no enunciado.

Passo 3

Dividindo uma expressão pela outra, obtemos:

y n y n + 1 = e 2 π c c c 1 - c c c 2

ln ⁡ y n y n + 1 = 2 π c c c 1 - c c c 2

Resposta

Demonstração.

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